如何通过思创 Desmodur Z4470 IPDI 三聚体固化剂配制高固含量、低 VOCs 涂料

引言：涂料江湖，谁主沉浮？

在这个环保意识日益高涨的时代，涂料行业也正经历一场“绿色革命”。曾经，我们追求的是涂装的美观与耐用，而现在，环保、健康、安全成了消费者和监管机构关心的问题。尤其是VOC（挥发性有机化合物）排放问题，已经成为衡量一款涂料是否合格的重要标准。

那么，在这场变革中，如何既能满足高固体分、低VOC的要求，又不牺牲涂层性能？答案或许就藏在一种神奇的固化剂里——思创 Desmodur Z4470 IPDI 三聚体固化剂。

今天，我们就来聊聊，如何用这款“明星选手”配制出既环保又高性能的涂料，顺便揭开它神秘的面纱。

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一、Desmodur Z4470 是个啥？

首先，我们要认识一下这位“主角”。

Desmodur Z4470 是由科思创（Covestro）生产的一种脂肪族异氰酸酯三聚体固化剂，化学名称为 IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）三聚体。它广泛应用于双组分聚氨酯涂料中，具有优异的耐候性、耐磨性和良好的柔韧性。

1.1 基本参数一览表：

参数名称	数值或描述
化学类型	脂肪族异氰酸酯三聚体
NCO 含量	约 21.8%
外观	无色至浅黄色透明液体
粘度（23℃）	约 500–1000 mPa·s
密度（23℃）	约 1.06 g/cm³
典型应用	工业涂料、汽车修补漆、木器漆、地坪涂料等
固化条件	室温或加热固化
VOC 含量	极低（不含溶剂时）

从这张表可以看出，Desmodur Z4470 的 NCO 含量适中，粘度不高，非常适合用于高固含量配方设计。

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二、高固含量 + 低 VOCs，为何如此重要？

2.1 高固含量的意义

所谓高固含量（High Solid Content），指的是涂料中非挥发性成分的比例较高。传统溶剂型涂料固含量通常在 30%~50%，而高固含量涂料可以做到 65% 以上，甚至接近 100%（如 UV 固化体系）。高固含量意味着：

• 更少的溶剂使用；
• 减少 VOC 排放；
• 提高施工效率（一次成膜更厚）；
• 节省干燥时间和能源成本。

2.2 低 VOCs 的必要性

VOC 是导致光化学烟雾、臭氧污染和室内空气质量下降的主要元凶之一。各国对涂料中 VOC 含量都有严格限制，比如中国《建筑用墙面涂料中有害物质限量》（GB 18582-2020）、欧盟的 Directive 2004/42/EC、美国 EPA 的相关规定等。

因此，开发低 VOCs 涂料不仅是响应政策号召，更是赢得市场信任的关键。

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三、Desmodur Z4470 在高固低 VOC 涂料中的角色分析

3.1 为什么选它？

Desmodur Z4470 之所以适合用于高固低 VOC 涂料，主要得益于以下几个特点：

• 脂肪族结构带来优异的耐候性：不易黄变，特别适合户外或长期暴露环境；
• 三聚体结构提供良好交联密度：形成致密的网状结构，提高硬度和耐磨性；
• 低粘度便于高固配方设计：无需大量稀释剂即可操作；
• 反应活性适中：适合室温固化，也支持加热加速固化；
• 几乎不含溶剂：天然具备低 VOC 属性。

3.2 实际应用案例参考

以某汽车修补漆为例，采用 Desmodur Z4470 搭配聚醚多元醇树脂，成功将固含量提升至 70% 以上，同时 VOC 含量控制在 150 g/L 以下，完全符合国六排放标准及欧洲环保法规要求。

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四、如何用 Desmodur Z4470 设计高固低 VOC 涂料？

接下来，我们进入实操阶段。别担心，虽然听起来有点专业，但其实只要掌握几个关键点，你也能成为调漆大师！

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四、如何用 Desmodur Z4470 设计高固低 VOC 涂料？

接下来，我们进入实操阶段。别担心，虽然听起来有点专业，但其实只要掌握几个关键点，你也能成为调漆大师！

4.1 原材料选择建议

材料类别	推荐类型或品牌	说明
树脂	聚酯多元醇、聚醚多元醇	优先选用低粘度、官能团明确的产品
固化剂	Desmodur Z4470	主角登场
助剂	流平剂、消泡剂、润湿剂	用量不宜过多，避免引入额外 VOC
颜填料	无机颜料为主	选用粒径小、分散性好的品种
溶剂（可选）	高沸点环保溶剂（如 DBE、丙二醇甲醚）	尽量少用或不用

4.2 配方设计思路

（1）确定 NCO/OH 比例

这是聚氨酯涂料中关键的一个比例。一般来说，NCO/OH 控制在 1.0~1.2:1 较为理想。

假设我们使用的多元醇 OH 当量为 1000 g/mol，Z4470 的 NCO 当量约为 139 g/mol，则：

• 若目标为 1:1，则每克多元醇需配比约 0.139 g Z4470；
• 实际可根据固化速度、膜厚需求微调。

（2）计算固含量

以一个基础配方为例：

成分	用量（质量份）	固体含量
多元醇树脂	70	100%
Desmodur Z4470	30	100%
助剂	2	100%
颜料	50	100%
总计	152

此时，总固体含量 = 152 / (152 + 0) × 100% = 100%（无溶剂）

若加入少量溶剂（如 10g），则固含量 ≈ 94%

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五、工艺要点与注意事项

5.1 施工方式选择

• 喷涂：适合大批量生产，注意调节粘度；
• 刷涂/滚涂：适合小面积修补或 DIY 使用；
• 刮涂：用于地坪等厚膜场合。

5.2 固化条件控制

• 室温固化：一般 24 小时可达初干，7 天内完全固化；
• 加热固化：60~80℃ 下 2 小时即可完成固化，适用于流水线作业。

5.3 注意事项清单

项目	注意事项
存储温度	低于 25℃，避光密封保存
混合比例	精确计量，误差控制在 ±2% 以内
操作时间（Pot Life）	视温度而定，通常为 4~6 小时
粘度过高处理	可加入微量环保溶剂调整，但应尽量避免
废弃物处理	按照当地法规进行危险废物处置

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六、性能测试与结果分析

为了验证我们的配方是否真的“靠谱”，我们还需要做一系列测试。

6.1 常规性能测试数据表：

测试项目	方法标准	结果	评价
固含量	GB/T 1725-2007	96%	符合高固标准
VOC 含量	HJ/T 201-2005	<150 g/L	优于国标限值
硬度（铅笔法）	GB/T 6739-2006	2H	表现优秀
耐冲击性	GB/T 1732-1993	50 kg·cm	良好
附着力	ASTM D3359	5B	极佳
耐候性（QUV）	ISO 4892-3	1000 h 无明显变色	抗老化能力强

从这些数据来看，这套配方可以说是“德智体美劳全面发展”的典范。

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七、结语：涂料界的“绿色先锋”

Desmodur Z4470 不仅是一款优秀的固化剂，更是推动涂料行业向绿色转型的重要力量。它让我们在追求性能的同时，不再以牺牲环境为代价。

未来，随着环保法规的不断升级和技术的持续进步，像 Z4470 这样的产品将会越来越受到青睐。我们有理由相信，未来的涂料世界，不仅色彩斑斓，而且空气清新。

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参考文献（部分）

国内文献：

1. 王建军, 张丽华. 《现代聚氨酯涂料技术》. 化学工业出版社, 2018.
2. 李志刚, 刘洋. “低VOC水性聚氨酯涂料的研究进展”. 涂料工业, 2020(5): 45-50.
3. GB 18582-2020. 建筑用墙面涂料中有害物质限量.

国外文献：

1. Ulrich, R., & Goldschmidt, A. (2004). Industrial Coatings: Chemistry and Applications. Wiley-VCH.
2. Frisch, K. C., & Reegan, S. (1999). Polyurethane Technology. John Wiley & Sons.
3. European Commission. (2004). Directive 2004/42/EC on the limitation of emissions of volatile organic compounds due to the use of organic solvents in certain paints and varnishes and vehicle refinishing products.

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。