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聚氨酯防腐蚀涂料的分类及使用研究进展
来源:美扬时代 时间:2021年03月24日

    摘要:先容了聚氨酯防腐蚀涂料的分类和功能,论述了影响聚氨酯防腐蚀涂料的要素,并对其作了总结与展望。


    关键词:聚氨酯;防腐蚀;涂料;研讨进展


    ·导言


    腐蚀是一种因为资料与环境反响而引起的资料的损坏和蜕变。腐蚀进程是热力学自发进程,是不可逆转的。据美国腐蚀工程师协会(NACE)的威望计算,每年因为腐蚀构成的丢失依然占到GDP的3%~5%[1]。因而,寻觅适宜的办法避免资料的腐蚀关于创立资源节约型社会来说具有科学含义。


    避免金属腐蚀的办法许多,如金属选材、阴极保护、选用金属保护层、选用缓蚀剂及选用防腐涂料等。在所有的防腐办法中,选用防腐蚀涂料是运用最广泛、最经济、最便利的一种办法。日本腐蚀和防腐蚀协会查询标明[2],在涂料、金属外表处理、耐腐蚀资料、防锈油、缓释剂、电化学保护、腐蚀研讨等七大防腐蚀费用中,选用涂料防腐蚀所花的经费占6选择光稳定剂2%,这足以阐明涂料防腐蚀选择光稳定剂办法的有用和重要性。而在许多的防腐蚀涂猜中,聚氨酯防腐涂料是继其他防腐涂料之后的最通用的涂料种类,其用量仅次于醇酸树脂涂料,如2年美国聚氨酯涂料消耗量为62.8万t,占总产量的11%,其间建筑业(木地板及水泥地板)用7.5万t,轿车修补用7.3万t,储油罐和管道防腐蚀用48万t[3]。


    聚氨酯(Polyurethane)是由多异氰酸酯(含—NCO)和大分子多元醇(含—OH)聚合而成的树脂。在聚氨酯大分子中因为存在许多的氢键,分子间作用力大,大分子链对大都化学物质安稳,所以以聚氨酯为成膜物质而配成的聚氨酯防腐涂料具有优秀的耐化学腐蚀性、抗渗透性、耐磨性、坚韧性以及强的附着力等特性,并且在聚氨酯大分子中可改变的要素许多,能够依据不同的实际情况进行分子规划和结构调整,使其能更好地满意实际需求[4]。较其他涂料而言,因聚氨酯涂料优异的功能,然后奠定了它在防腐蚀涂料范畴中极其重要的位置。


    1·聚氨酯防腐蚀涂料的分类


    聚氨酯防腐涂料一般是经过必定的化学反响在基材上成膜和硫化交联的,因而聚氨酯防腐涂料归于反响型涂料,它首要分为单组分潮气固化型防腐蚀涂料、双组分聚氨酯防腐蚀涂料、聚氨酯粉末涂料等。


    1.1单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料


    1.1.1反响原理


    单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料(Moisture-curedPolyurethanes,简称MCU)是由含有羟基的大分子化8455新葡萄娱乐(如聚醚树脂、聚酯树脂、环氧树脂、蓖麻油树脂)与过量的多异氰酸酯反响生成的芳香族或脂肪族异氰酸根端基的预聚物、溶剂(低水分含量)、颜料(化学活性和电化学颜料)、除水剂、助剂、催化剂(特别是脂肪族MCU)组成。单组分潮气固化型聚氨酯涂料施工后,经过预聚物中的—NCO与水反响生成脲键而固化成膜。这一反响分为两个阶段[5]:首要水与—NCO反响生成不安稳的氨基甲酸,随即分解为胺和二氧化碳;二氧化碳从涂膜中蒸发,而胺持续与剩下的—NCO反响生成选择光稳定剂脲,这也便是潮气固化型聚氨酯涂料具有耐久性、耐腐蚀性、耐化学性和杰出的保色性的道理。其详细反响进程如式(1)、式(2)、式(3)所示。


    图


    潮气固化型聚氨酯的枯燥时刻取决于相对湿度和温度。因而在涂料固化时,需求既考虑湿度,又考虑温度,这意味着在较低温度下,空气中水较少,枯燥速度会变慢,相反,在较高温度下,空气中水分较多,意味着更多的水与—NCO反响,反响速度即将加速,因而,在配方规划时,应预先考虑施工时的环境条件。


    1.1.2涂料特色


    单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料是防腐蚀涂料的重要种类,首要是因为它具有以下优势[6]:


    (1)施工简洁,对底材处理要求不高,和其他单组分涂料不同的是,单组分聚氨酯无需工件外表枯燥,即便工件外表有一层水膜也可彻底固化。


    (2)施工规模宽选择光稳定剂,一般零度以上、相对湿度在3%~98%均可施工,即便在冬季、雾天、乃至细雨天的湿润基面上,也能够正常地施工枯燥,施工后1~2h就能够到达涂膜触干,空气湿度越高,固化时刻越短。


    (3)潮气固化型聚氨酯涂猜中含有许多的脲键、氨基甲酸酯键,因而涂膜的耐磨性较双组分聚氨酯更好,耐化学性格、耐特种润滑剂、防原子辐射性、耐水性、附着性和柔韧性优异。


    (4)潮气固化型聚氨酯涂料既可作为面漆,又可作为底漆,对各种基材都有很好的外表容忍性和附着力。


    (5)涂料具有优异的耐水性和耐化学性格,能够用于被浸湿的条件下,能够和阴极保护一同运用。


    1.1.3湿气直接固化聚氨酯涂料


    该聚氨酯涂料是由聚氨酯预聚物加溶剂制造而成。为了能使涂膜顺畅地固化,应先将预聚物进行预先扩链,以添加其相对分子质量。在制造好的涂猜中含少数游离的—NCO基,它们可与空气中的水分反响而使涂膜交联固化。这种聚氨酯涂料的长处是运用便利,缺陷是因含生动的—NCO基,它易与空气中的水分反响,故贮存期短,一般为1a左右。


    1.1.4烘干型封端聚氨酯涂料


    封端聚氨酯是运用多异氰酸酯与酚类化8455新葡萄娱乐反响构成氨基甲酸酯,其特色是加热可从头分解出—NCO。将它与大分子多元醇混合构成单组分涂料,在贮存进程中安稳,烘烤时分解出的—NCO与—OH固化成膜。一般涂层固化成膜的烘烤温度大约为1~16℃。挑选封端剂时应考虑脱封温度,一般可选用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等,别的,参加催化剂可下降脱封温度。惯例情况下,脱封温度低的产品贮存安稳性也差。


    单组分聚氨酯涂料除了上面两种外,还有单组分湿气活化潜催化剂聚氨酯涂料、单组分催化湿气固化聚氨酯涂料、氧固化聚氨酯改性油等。


    1.2双组分聚氨酯防腐蚀涂料


    1.2.1涂料特色


    这是一种最常见的聚氨酯涂料。该类涂料分为两个组分,一份含多异氰酸酯,另一份含大分子多元醇以及各种添加剂和催化剂等。运用时按必定份额混合即可,现用现配。正选择光稳定剂是因为多元醇部分能够恣意调理,固化剂部分也有较多的种类能够挑选,因而一般聚氨酯涂料所具有的特色在聚氨酯防腐蚀涂猜中也都有。双组分聚氨酯防腐蚀涂料首要有如下特色[9]:


    (1)涂料固化后构成的交联的分子结构使涂膜具有优异的不透水和不透氧功能,能耐水、溶剂、盐水浸泡,具有优秀的防腐蚀功能。


    (2)固化后的聚氨酯涂膜内含有较强极性基团,氨酯键之间可构成氢键,因而能和基底构成严密附着,具有优异的附着力和优异的耐磨性。


    (3)挑选不同羟基组分的羟值和多异氰酸酯固化剂的—NCO值就能够取得不同交联度的涂膜。并且用于供给羟基的多元醇树脂的挑选性很广,经过羟基组分挑选,就能够取得对特定腐蚀介质安稳性好的涂料。


    (4)比环氧树脂防腐蚀涂料具有更低的施工温度,可在零度乃至更低温度施工,可制备适用于低温湿润环境下运用的防腐蚀涂料。


    (5)双组分聚氨酯涂料两组分需按份额准确制造,现配先用,有施工期限。12下一页


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