0 引言
据有关专家介绍，国内目前预拌混凝土的年消耗量，小城市约为100 万m3，中等城市为100 万～300 万m3，大城市为300 万～500 万m3，特大城市超过500 万m3，将这些预拌混凝土从搅拌站运到施工工地是预拌混凝土使用中的重要一环。
按每辆混凝土搅拌运输车每年可运输预拌混凝土1.5 万m3 计，每个城市就需要几十辆到几百辆混凝土搅拌运输车，这就造就了一个特殊的运输行业——混凝土运输业。但水泥搅拌车的使用环境主要是施工工地，环境的灰尘比较大，表面污渍严重，将导致其外观效果欠佳中国机械网okmao.com。
本研究以羟基丙烯酸树脂为主要成膜物质，三聚体异氰酸根为固化剂，添加耐沾污性助剂，研制了耐沾污性能优异的聚氨酯防污涂料，通过耐沾污指数的测定确定了树脂的羟值、耐沾污助剂对耐沾污性能的影响，然后通过耐沾污指数和接触角来确认耐沾污助剂的用量。
1 实验部分
1.1 主要原料和仪器
羟基丙烯酸树脂：不同羟基值树脂，德谦公司；聚氨酯固化剂：日本旭化成公司；耐沾污性助剂：TEGO 公司；钛白粉：四川龙蟒公司；炭黑：日本三菱；分散剂、流平剂、消泡剂等：德国BYK 公司。高速砂磨分散搅拌机：天津市精科材料实验厂；曝晒架：自制；X-Rite SP62/64 分光光度仪：美国爱色丽；接触角测试仪：北京赛思蒙仪器有限公司。
1.2 涂料的配比及制备
耐沾污涂料基本配方见表1。
耐沾污涂料基本配方
按表1 配方先称取树脂、分散剂、颜料及溶剂加入容器中，搅拌混合均匀，用砂磨机研磨到要求细度后，加入流平剂、消泡剂及耐沾污性助剂，混合均匀得到耐沾污性涂料。其中，羟基丙烯酸树脂取不同羟基值的树脂。
1.3 耐沾污指数测定
参考ASTM D3719—00，以对比耐沾污指数(D C)来评价漆膜的耐沾污性能。
用325目砂纸打磨Q235(70 mm×120 mm×2 mm)的钢板表面，乙醇清洗，干燥后，将制备的涂料涂覆于表面，涂膜厚度为(70±10) μm，养护7 d后测定其L值(测3点取算术平均值)，将样板正面向上45度角在户外放置61 d，取下样板测量其L值(测3点取算术平均值)，计算样板的耐沾污指数，耐沾污指数按下式计算：
D C=(L2 /L1)×100 式(1)
L值为亮度，使用X-Rite SP62/64分光光度仪测得。L2为曝晒61 d后测得数据，L1为养护7 d后测定的数据。涂层的耐沾污能力和耐沾污指数(D C)成正比关系，耐沾污指数越高，耐沾污性能越好。
1.4 接触角的测定
主要参考ASTM D 724—1999标准，以对比接触角来评价漆膜的耐沾污性能。用325目砂纸打磨Q235(70 mm×120 mm×2 mm)的钢板表面，乙醇清洗，干燥后，将制备的涂料涂覆于表面，涂膜厚度为(70±10) μm，养护7 d后测定接触角(测3点取算术平均值)。接触角越大，漆膜的耐沾污性能越好。
2 结果与讨论
2.1 不同羟基对耐沾污的影响
2.1.1 试验时的天气环境
试验时的天气环境见图1。
试验时的天气环境
2.1.2 涂层的耐沾污指数
本试验考察不同羟值的丙烯酸树脂所配置的涂料涂层的耐沾污指数，不添加耐沾污助剂，结果如表2 所示。本试验是羟基固化型聚氨酯涂料，主要通过羟基丙烯酸树脂上的羟基和固化剂中的—NCO 反应固化成膜，固化剂采用市场上比较通用的三聚体，因此漆膜的交联密度主要受丙烯酸树脂的羟值决定，丙烯酸树脂的羟值越高，漆膜的交联密度越大，交联密度越大，漆膜则越致密，那么漆膜抗外界污染物的渗透性越好，漆膜的抗沾污性越强。
从上面试验数据可以得知，随着羟值的增加，漆膜的耐沾污指数D c 在增加，证明漆膜的耐沾污性越好。羟值到92以上时，耐沾污指数变化趋于平稳，虽有所增加，但增大幅度不大，所以本试验选用羟值为92.4 的丙烯酸树脂。
不同羟值的丙烯酸树脂所配置的涂料涂层的耐沾污指数
羟值对耐沾污指数的影响
2.2 耐沾污剂的影响
2.2.1 加入耐沾污助剂对耐沾污指数的影响
加入2%耐沾污助剂对耐沾污指数的影响见表3。所用的耐沾污助剂是带羟基有机硅助剂，它能迅速浮到漆膜表面，并通过羟基和—NCO 反应固定在漆膜表面。有机硅助剂的表面张力非常低，当浮到漆膜表面，形成漆膜表面的张力非常低，致使其他污染物难于粘附于漆膜表面，从而使漆膜具有耐沾污性能，但一般有机硅助剂浮到漆膜表面后，随时间推移容易挥发和磨损而损耗掉，所以漆膜的耐沾污性能会逐渐降低，而带羟基的有机硅能通过羟基和—NCO 反应固定在漆膜表面，从而有效保证漆膜耐沾污性持久性。
添加2%耐粘污助剂后的耐粘污指数
通过表2 和表3 的D c 对比可知，加入耐沾污助剂后，漆膜的耐沾污指数D c 都有一个比较大的提高，羟值在62.5以上的都可以达到90 以上，能满足漆膜耐沾污的要求。
2.2.2 耐沾污助剂用量对耐沾污的影响
一个配方的使用价值除基本性能能达到客户使用要求外，另外一个重要指标是配方成本，本配方对成本影响比较大的因素有两个：(1) 羟值，羟值越大，要求使用固化剂越多，配方综合成本越高，考虑水泥搅拌车经常使用草酸清洗，漆膜必须有一定耐有机酸性能，羟值越低，漆膜耐有机酸性能越差，综合成本和性能考虑，本试验选用羟值为92 的丙烯酸树脂。(2) 耐沾污助剂，耐沾污剂的单价比较高，添加量影响配方成本，在满足性能的前提下尽可能少用耐沾污助剂，本试验选用不同用量的耐沾污助剂，考察耐沾污助剂用量和耐沾污性能的关系，试验通过耐沾污指数和接触角来考察。测试结果见表4。
接触角值
耐沾污助剂加量对耐沾污指数的影响
耐沾污助剂加量对接触角的影响
结果显示，当羟值为92 时，耐沾污助剂加入量在0.5%~2.0%之间时，漆膜的耐沾污性能都能达到要求，但随加量的增加，耐沾污性能越好，可以根据客户对性能要求高低和对价格的接受能力作调整。
3 结语
羟值选用92 的羟基丙烯酸树脂，添加合适的耐沾污助剂，可制得漆膜的耐沾污指数能达到90 以上的耐沾污性能比较优异的涂料。该涂料用于水泥搅拌车，能够长时间保持车体整洁美观。