為應對全球氣候變化，推動構建人類命運共同體，中國已宣布将力争在2030年前實現碳達峰，在2060年前實現碳中和。“雙碳”目标的提出充分體現了中國作為國際大國的責任與擔當，也在倒逼我國産業進行升級轉型，碳排放管理成為一大重點。作為塗料企業來說，塗料配方設計工作的重心已成為提高塗料性能的同時，降低塗料中揮發性有機化合物( VOCs) 含量。

丙烯酸聚氨酯塗料作為戶外防腐蝕面漆的主流材料，目前廣泛應用的一些樹脂固含量都比較低，這導緻了塗膜豐滿度不理想，大量有機揮發物對環境造成嚴重污染。

随着技術的不斷更新，市面上出現了80%固含量的羟丙樹脂，但由于其粘度大且反應活性低，制備成塗料時需要加入大量溶劑，實際施工固含量最多達到70%，仍然存在大量揮發性有機化合物，我司開發的無溶劑、低粘度天冬樹脂可以為丙烯酸聚氨酯塗料有效降低體系VOC含量以及提高體系幹燥速度，同時也能改善塗膜的力學性能。

聚天門冬氨酸酯樹脂（簡稱“天冬樹脂”）是一款無溶劑、低粘度樹脂，同時具有優異的耐候性、耐腐蝕性和耐磨性等綜合性能，近年來被廣泛應用于防水、防腐、地坪等領域。天冬樹脂在化學結構上來說是一種脂肪族仲胺，是由馬來酸酯和伯二胺通過邁克爾加成聚合的一類材料的總稱，合成原理見下圖：

聚天門冬氨酸酯樹脂合成反應原理

由于二元胺主鍊結構（X）種類豐富多樣，常見的天冬樹脂主鍊（X）結構有如下幾種：

常見的天冬樹脂主鍊（X）結構

随之合成出來的天冬樹脂性能變化幅度較大，因此我們可以通過選擇不同性能特點的天冬樹脂來制備滿足各種性能要求和特色的丙烯酸聚氨酯塗料。

總的來說天冬樹脂應用在丙烯酸聚氨酯體系中有如下幾個特點：

一、降低體系粘度以及VOC含量。

天冬樹脂固含量一般是96%左右，且與羟丙樹脂具有良好的相溶性，在羟丙塗料配方設計中混拼天冬樹脂可提高體系固含量，施工固含最高可達85%；同時天冬樹脂屬于小分子低粘度氨基化合物，粘度從60cps到1000cps不等，對于丙聚體系具有良好的稀釋性，由此可以減少揮發性有機化合物和提高塗膜豐滿度。

二、提高體系幹燥速度。

丙烯酸聚氨酯塗料一般實幹速度在24小時左右，而且在低溫下羟基活性低，塗層幹燥需要高溫烘烤。天冬樹脂搭配HDI三聚體凝膠時間一般在2~130min不等，其分子結構中的氨基屬于位阻型仲氨基，該基團上的活潑性氫相對于羟基上的反應活性更高，與羟丙混拼可提高體系的幹燥速度，在幾個小時内塗層的硬度就能達到抛光打磨的效果，實現較高的施工效率，且在低溫時（零下15攝氏度）不需要烘烤也可自幹，從而避免烘烤達到節能減排的目的。

三、改善漆膜強度、耐磨及抗沖擊性能。

一般快幹型丙聚塗料會選擇高羟基含量的羟丙樹脂，雖然提高了幹燥速度和交聯密度，但交聯點間單鍵内旋轉會變得困難，塗膜會呈現硬而脆的特點。天冬樹脂結構中含有酯鍵側鍊的内增塑作用，在保證塗膜硬度的同時一定程度上增加了漆膜的韌性和抗沖擊性。且因其結構中含有高反應活性的仲氨基，與HDI三聚體反應後可形成極高密度的脲鍵，該塗膜比其他塗料具有更好的強度和耐磨性。

飛揚駿研-聚脲-聚脲塗料-聚脲噴塗-天冬聚脲-首頁通過采用湛新公司的高固含量羟基丙烯酸樹脂1753與我司自制的天冬樹脂F420以一定比例混拼後搭配HDI三聚體制備成塗膜對上述特點進行了驗證。

樹脂1753基礎指标

樹脂F420基礎指标

塗料性能指标

從上述試驗結果可知，天冬樹脂可以明顯提高丙烯酸聚氨酯塗料的固含量、幹燥速度以及塗膜的力學性能，根據性能需求，我們可以選擇不同結構的天冬樹脂複配羟丙樹脂制備不同性能的塗料。目前此類方案已經廣泛應用于汽車修造、航空、大型機械、戶外鋼結構等行業，為“雙碳”目标的推進做出了較大的貢獻。

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