在雙組分聚氨酯中，一組分為帶NCO基的異氰酸酯組分，簡稱甲組分，另一組分為帶OH基組分，簡稱乙組分。施工時將甲乙組分按比例混合，利用NCO和OH基團的反應(yīng)生成聚氨酯。為了促進涂膜快干，常使用少量催化劑作為第三組分或?qū)⒋呋瘎╊A(yù)先加入乙組分中。

雙組分聚氨酯涂料可室溫固化，亦可低溫固化，不論以何種形式固化，其固化成膜過程中卻是多種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。因此涂膜性能受多種因素的影響。

在各種類型聚氨酯涂料中，此類涂料的品種最多，產(chǎn)量最大，用途最廣。其中主要是以TDI-TMP加成物和各種聚酯多元醇配制的芳香族聚氨酯涂料。20世紀(jì)70年代以來，又大力開發(fā)了以HDI縮二脲多異氰酸酯和各種聚酯多元醇配制的脂肪族聚氨酯涂料，它的耐候性非常好，經(jīng)日光照射后很少泛黃，是國際通用的高裝飾性不泛黃聚氨酯涂料。此外，還研制和生產(chǎn)了以TDI三聚體及TDI-HDI共聚體位基礎(chǔ)的快干性聚氨酯涂料，其干燥時間可比原先的NCO-OH型雙組分聚氨酯涂料縮短1/4.

由于生產(chǎn)過程中，對甲組分中的游離異氰酸酯已經(jīng)進行過處理，其含量均低于工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)允許的數(shù)值，沒有毒性。但很多廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，其游離異氰酸酯含量常常超標(biāo)，以致在使用中發(fā)生中毒現(xiàn)象。生產(chǎn)廠家對此應(yīng)予充分重視，否則會帶來嚴(yán)重后果。

6.5.1 多異氰酸酯組分（甲組分）

多異氰酸酯組分要求具有良好的溶解性以及與其它樹脂的混合性，要求有足夠的官能度和反應(yīng)活性,而且與乙組分混和后，允許涂布操作時間較長，毒性要少，并要求產(chǎn)品中游離異氰酸酯基在0.7%以下。因此，直接采用揮發(fā)性的二異氰酸酯。例如；TDI、HDI、XDI等配制涂料，達不到這些要求，而且二異氰酸酯揮發(fā)到空氣中，還危害操作人員得身體健康。所以，必須把它加工成低揮發(fā)性的產(chǎn)品，使二異氰酸酯本身或與多羥基化合物反應(yīng)制成低分子量的聚合物（預(yù)聚體）

加工成不揮發(fā)性的多異氰酸酯組分有三種：①加成物；②縮二脲；③異氰酸酯三聚體。其中加成物和縮二脲對其它樹脂的混溶性優(yōu)良，而三聚異氰酸酯與其它樹脂的混溶性稍差，漆膜也較脆，但它干得快，泛黃性和耐熱性較好。

6.5.1.1 TDI-TMP加成物

多異氰酸酯加成物主要是指3個TDI分子與1個三羥甲基丙烷（TMP）分子的加成物。TDI中的第4位上的NCO基的活性比第2位高

這種異氰酸酯的加成物是雙組分聚氨酯漆中最常用的多異氰酸酯，在初期的產(chǎn)品中含有較多的游離二異氰酸酯，經(jīng)改進后，目前可將游離的二異氰酸酯降到0.5%以下。這種類型的加成物被廣泛地用作木器漆、耐腐蝕漆、地板漆等用途。

（1）TDI加成物的制法與性質(zhì) TDI加成物是將TDI與熔融的三羥甲基丙烷于60℃下反應(yīng)。為了促使反應(yīng)完全，使用方便，一般都添加溶劑，在60~70℃下反應(yīng)3h左右，用二丁胺測定NCO含量。反應(yīng)完全后再添加溶劑，攪拌均勻，冷卻后出料包裝。有時遇到反應(yīng)不充分，產(chǎn)品隔夜逐漸出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，只要再加熱使反應(yīng)充分即可解決。因此操作溫度，在后期加了溶劑之后可提高，以保證與多元醇充分反應(yīng)，并使溶劑中所含的微量水分都反應(yīng)盡，以免貯藏期間鼓罐。

{實例}將甲苯二異氰酸酯86.4kg和環(huán)已酮10.1kg投入反應(yīng)釜中，升溫至70℃，滴加三羥甲基丙烷20.1kg與環(huán)已酮10.1kg的混合液，溫度保持在70~80℃，直至取樣冷卻后透明。繼續(xù)升溫到120℃，在120℃下保溫1h加入環(huán)已酮86.4kg，攪拌0.5h，冷卻到室溫，過濾包裝，固體含量為（50±2）%,色澤為≤8（鐵鈷法），粘度于25℃時，為15~50s(涂料4號杯)，異氰酸酯基含量一般為8%~9.5%。產(chǎn)品中游離的甲苯二異氰酸酯還需除去，需降到0.5%以下。

TDI加成物的制備工藝各廠不盡相同。TDI的三種規(guī)格都可用（2,4-TDI、80/20、65/35）,溶劑可采用環(huán)已酮、醋酸乙酯、二甲苯、醋酸溶纖劑等,或是復(fù)合溶劑。一般TDI加成物的工業(yè)品規(guī)格見表6-10.

除了75%溶液外，為了適應(yīng)各種需要，也有配成67%溶液、60%的溶液及50%溶液的。

（2）XDI加成物的制法與性質(zhì) XDI加成物制成的涂料具有不泛黃的優(yōu)點，但因XDI的兩個NCO基的反應(yīng)活性相似，所以，制備XDI與三羥甲基丙烷的加成物時如按3:1摩爾比進行投料，產(chǎn)品的粘度就大、穩(wěn)定性與混溶性亦差，涂膜光澤不好，甚至不透明。因此，必須提高摩爾比才能獲得滿意的產(chǎn)品。

       表6-10 TDI加成物工業(yè)品規(guī)格

【實例】將1690g（9mol）XDI投入反應(yīng)器中攪拌，在氮氣流下升溫至60℃，滴加熔融的三羥甲基皖134g（1mol）,升溫至70℃，保持2h，再用混合烴萃取多余的游離XDI數(shù)次，制得75%的醋酸乙酯溶液?；厥者^量的XDI并入下次投料。

產(chǎn)品的胺當(dāng)量為370，即含NCO基11.4%。該產(chǎn)品與聚酯、丙烯酸酯樹脂等混溶性良好。它的甲苯容忍度為240，如采用3:1的摩爾比，則產(chǎn)品的甲苯溶度僅為10，不能與聚酯混溶，其性能見表6-11.

     表6-11    XDI加成物的工業(yè)品規(guī)格

甲苯容忍度測法：取樣品2g（75%酯酸乙酯溶液）放入試管，從滴管滴加甲苯，直至渾濁為終點。

（3）除去游離異氰酸酯的方法 異氰酸酯加成物中含游離未反應(yīng)的異氰酸酯單體（例如：TDI），是聚氨酯涂料毒性的主要來源。游離單體含量的多少和施工條件的優(yōu)劣，直接影響到人體健康?，F(xiàn)在聚氨酯涂料中游離單體含量一般在5%以上，可采用以下3種方法將游離異氰酸酯單體含量降至0.5以下。

①溶液萃取法 此法是用混合烴加入加成物的粗產(chǎn)品中，游離TDI溶解于混合烴中，而加成物因不溶解而析出于底層。分去上層混合烴，再加新鮮混合烴攪拌洗滌數(shù)次以萃取游離TDI。最后可將加成物中的游離TDI降至0.5%以下。還可采用連續(xù)法萃取游離異氰酸酯單體。該裝置運用于TDI加成物與HDI縮二脲等預(yù)聚物。連續(xù)萃取裝置主要有萃取釜、蒸發(fā)釜、冷凝器和攪拌器組成，可將異氰酸酯加成物中的游離單體降至1%以下，通?？蛇_0.5%，而且在合成和萃取過程中沒有副產(chǎn)品。

②薄膜蒸發(fā)法 異氰酸酯加成物的粗制品，如用簡單蒸餾方法除游離TDI，則必須長時間地高溫加熱。但異氰酸酯在100℃以上時易生成脲基甲酸酯，而在150℃以上時更甚，使產(chǎn)品變質(zhì)，盡管如此，游離TDI仍殘留很多。采用薄膜蒸發(fā)法可使受熱時間縮短到幾分鐘，蒸發(fā)面積大，游離的TDI蒸出快，

將加成物粗產(chǎn)品送入薄膜蒸發(fā)器中，由蒸發(fā)器上部旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜徐徐流下。塔內(nèi)減壓達0.8×133.322Pa，夾套以0.8~1.4MPa的蒸汽加熱，蒸發(fā)器內(nèi)的溫度為200℃。游離的TDI由蒸發(fā)器頂部蒸出，冷凝回收。被提凈的加成物流至塔底排出，約含游離的TDI10.7%配成75%溶液后，則含量為0.5%以下。

③三聚法 在加成物的粗品中，添加三正丁基膦之類的催化劑，使所含游離的TDI含量降至0.2%~0.3%。再添加甲苯酰氯中止聚合反應(yīng)，即得穩(wěn)定的加成物。

6.5.1.2 其它多異氰酸酯

縮二脲多異氰酸酯的主要工業(yè)產(chǎn)品是己二異氰酸酯與水反應(yīng)生成的具有縮二脲結(jié)構(gòu)的三異氰酸酯。這類脂肪族聚氨酯涂料具有快干、機械性能好、優(yōu)異的耐化學(xué)性和耐氣候性（不泛黃、保光、抗粉化），因而在航空、車輛、船舶（甲板上部）中廣泛應(yīng)用。其制備方法參見3.2.12節(jié)。

TDI三聚體及TDI-HDI混合三聚體制法參見3.2.13節(jié)。