催化固化型双组分聚氨酯涂料的制法与固化原理，基本上和湿固化型聚氨酯涂料类似，即通过过量的二异氰酸酯和含羟基树脂反应(NCO/OH＞2),生成含有NCO基的预聚体，它吸收空气中的潮气而交联成膜。它与湿固化型 聚氨酯涂料相比，所不同的只是固化速度太慢，故常需加入催化剂以加速其干燥成膜。

这样配制得双组分聚氨酯涂料，除湿气固化而形成脲键之外，在催化剂的作用下，还有三聚异氰酸酯和脲基甲酸脂键生成，从而提高了涂膜的化学稳定性和耐化学腐蚀性能，并具有干燥快，涂膜附着力强，耐水性，耐磨性和光泽好的特点，适用于木材和金属罩光以及混凝土表面涂装。

催化剂和预聚体时分装的，必须在临用前按计算量加入；加催化剂后，漆液的活化期大为缩短，一般要求在12h内用完，使用比较麻烦。另外和湿固化型聚氨酯涂料一样，配制色漆比较困难，所以应用有限，主要限于清漆产品。

6.8.1 催化剂类型

催化固化型双组分聚氨酯涂料所采用的催化剂主要有两大类：

6.8.1.1 反应性催化剂

这类催化剂分子中含有能与NCO基反应的活性羟基，因此称为反应性催化剂，主要是羟胺类化合物，例如：N,N′,N,N′-四（a-羟丙基）乙二胺（Quadcol）,甲基二乙醇胺，三异丙醇胺等。此外，含有叔氮原子的端羟基聚氨酯聚合物，也是有效的反应催化剂。在加入反应催化剂后，使涂料的活化期大为缩短，其活化期大约为0.5~3h。

6.8.1.2 非反应性催化剂

这类催化剂分子中一般不含NCO基反应的活性基团，因此称为非反应性催化剂。主要是叔胺和金属的羟酸盐。例如：N-烷基-1,4-氧氮杂已烷，N,N,N′,N′-四甲基-1,3-丁二胺，己二胺，3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷（MOCA），1,4-重氮双环-（2,2,2）-辛烷（Dabco）,二月桂酸二丁基锡，环烷酸铅，环烷酸钴，1,2,4-三甲基哌嗪，2-乙基己酸锌等，都是最常用的非反应性催化剂。

6.8.2 催化剂的选择

催化剂的催化作用是受空气中的潮气和湿度变化影响较小，所以这为涂料可以在较低温度下也速固成膜。催化剂的选择和应用要根据预聚体漆基的类型和使用要求而定。

（1）                  采用二桂酸二丁基锡为催化剂的涂料配方，比使用其它非反应催化剂的活化期更长，Dabco是固化最快的胺类催化剂。当催化剂存在时，通常增加含NCO基的预聚体对潮气的敏感性。溶剂对催化剂的催化效果也有较大的影响，在极性溶剂比在非极性溶剂中要大。

（2）                  采用同一预聚体漆基，由于所用催化剂的类型不同，可制得不同性能的涂膜。在使用反应性催化剂时，如官能度＞2，由于多重交联作用，会增加涂膜的硬度。韧性和耐溶剂性。在使用非反应性催化剂时，也会有同样的效应，如：环烷酸铜和环烷酸钴的应用不仅可以加速异氰酸酯和水反应，而且有助于异氰酸酯基的三聚和脲基甲酸脂的形成。

（3）                  催化剂的用量，应根据催化剂的类型，不同的预聚体漆基和要求来进行调节，如用胺类催化剂时，共用量太小，干燥很慢，;用量太多，干燥很快，但活化期太短，耐久性等也有较大影响，通常胺类催化剂用量，最低为漆基总量的0.05%，最高为4%，实际上都在0.1%左右调整，如用环烷酸钴、环烷酸铅时，则金属添加量为预聚体的0.05%~0.07%。

6.8.3 制造方法

催化固化型双组分聚氨酯涂料用预聚体主要是由蓖麻油及其衍生物、聚醚、聚酯以及醇酸树脂等含羟基树脂和TDI或MDI反应而制得，NCO/OH＞2，其NCO基含量一般在5%~10%，预聚体的类型和结构又对涂膜性能起着决定的作用。

以蓖麻油或TDI或MDI原料，在溶剂存在下并用干燥惰性气体进行保护下，使蓖麻油或二异氰酸酯在50~60℃反应，即可制成这类涂料所用的预聚体。当使用TDI时，以胺当量达到360~460时即为终点；而使用MDI时，则其胺当量达到500~560时为终点。

以叔胺和金属盐如：环烷酸盐为催化剂，用蓖麻油/TDI（或MDI）预聚体配制的催化固化型双组分聚氨酯涂料，具有很好的使用性能。用高羟值的醇酸树脂和TDI（或MDI）在NCO/OH=2/1（或略＞2）的情况下反应，可制成含NCO基的醇酸树脂/TDI预聚体，再以二甲基胺催化剂，即可配制成价廉物美的木器清漆和农业用的柴油罐涂料。

6.8.4实例

【实例1】农业用的柴油罐涂料

将蓖麻油454.4kg和甘油（95%）42.6kg投入800L反应釜内，升温至240℃，保温2.5~3h，取样滴于玻璃片上，冷却到室温直到透明为止。反应釜降温至120℃，加入苯酐102.6kg及二甲苯30kg,闭盖，升温至210℃酯化，到酸值低于5以下为终点，压入别人的釜中，用二甲苯560kg进行稀释，搅匀，冷却至40℃以下出料，得醇酸树脂液，不挥发成分达50%，羟基含量为1.6%。

将以上制备的蓖麻油醇酸树脂（50%）520kg以及溶剂90kg（二甲苯50kg与甲苯40kg混合）投入1000L搪瓷或不锈钢反应釜（具夹套），升温回流以驱除树脂中及反应釜壁上吸附着的微量水分，冷却至40℃以下，加入TDI、搅拌30min，使与醇酸树脂的羟基反应，逐渐升温至100℃，保持2~4h，此时NCO值及粘度均趋稳定（涂料4号杯为35~65s），即可冷却至40℃以上包装备用。

此漆本身干燥缓慢，加入0.1%二甲基乙醇胺后可在6h内干燥。漆膜耐柴油，富有弹性。新涂的清漆膜经红外光谱分析，固化前在270㎝^-1处有明显的异氰酸酯基吸收峰，在1735㎝^-1处有氨酯键吸收峰，即在制漆反应中已形成了氨酯键。经固化10天后的NCO的270㎝^-1吸收峰已基本消失，说明NCO消耗而成膜了。另外，在1410㎝^-1处新增加了异氰脲酸酯环振动吸收峰，说明催化固化形成了三聚体。

【实例2】体育馆地板涂料

将蓖麻油（土漂）26.88㎏、甘油1.97㎏、环烷酸钙（含4%钙）0.05㎏于反应釜中在240℃下醇解2h，然后，降温到40℃以下，加入21.0㎏TDI，50㎏二甲苯，在80℃下使其充分反应，直至粘度达加氏管2~3s，冷却出料包装即成预聚体。

催干剂组分是由二甲基乙醇胺0.5㎏和二甲苯9.5㎏组成的。

配漆比例为预聚体/催干剂溶液=100/2.6（质量比）,NCO/OH=1:7.

催化固化型聚氨酯漆膜性能见表6-23.

            表6-23催化固化型聚氨酯漆膜的性能