水性单组分聚氨酯防腐蚀涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 水性单组分聚氨酯防腐蚀涂料的研制朱德勇1，2 张之涵2（1 上海交通大学 材料科学与工程学院，200240 ；2 拜耳材料科技（中国）有限公司，上海 201206）0 引言金属广泛用于工程机械、汽车、生活消费品等各个领域，但腐蚀无处不在，严重影响了其使用寿命和外观。目前保护金属的方法很多，如电化学保护法等。防腐涂料因其施工方便、经济、防腐蚀效果好，同时具有一定的装饰性而被广泛应用［1］。传统的溶剂型防腐涂料取得了良好的应用效果，但其含有大量挥发性有机化合物（VOC），污染环境，同时溶剂型涂料易燃、易爆，在生产、运输、贮存过程中需要按危险品来处理，增加了额外费用。随着经济的发展，人们环保观念的不断增强，水性防腐蚀涂料的地位和市场份额将会逐步增长。一方面随着水性树脂合成技术的不断创新，水性防腐蚀涂料的性能明显提高；另一方面新型无公害防锈颜料不断推出，如改性磷酸锌、三聚磷酸铝、复合铁钛粉等，取代了传统的的红丹、铬酸盐等性能优异但含有重金属的防锈颜料。王凤英［2］采用两种纳米复合铁钛粉防锈颜料配合水性乳液，研制成防锈性能好的水性防锈涂料，并在大型设备上取得良好的应用效果。钟瓯等人［3］采用新型低相对分子质量的液态环氧树脂和有乳化作用的环氧固化剂，配合适宜的助剂、防锈颜料，研制成具有良好防腐性能的水性双组分环氧防腐蚀涂料，并在原油储罐中取得成功应用。本文选用拜耳公司的水性聚氨酯分散体BayhydrolUH245 作为主要树脂，配用水性防锈颜料设计配方，测试了涂料产品的性能，并对配方作了详细分析。1 试验部分11 涂料配方涂料配方见表1。表1 水性聚氨酯防腐涂料（白色，底面合一漆）配方12 制备工艺将树脂Bayhydrol UH245 预先加入搅拌容器中并开动搅拌，在搅拌下依次加入缓蚀剂、消泡剂、润湿剂及去离子水后，缓慢加入三乙胺中和，这时体系的黏度会迅速上升。然后加入防锈颜料，高速分散（2 000 r/min）5~10 min，此时黏度会逐渐下降，再加入去离子水和三乙胺，黏度上升，加入颜填料，用砂磨机研磨至细度20~30 m，最后加入消泡剂、增稠剂等其它助剂，搅拌10~20 min，出料，包装。13 水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能测试水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能指标见表2。表2 水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能指标注：0 = 无痕迹；1= 实验印迹可见，漆膜仍坚硬；2= 实验印迹可见，漆膜轻微变软；3= 漆膜有轻微变化（起泡，起皱）；4= 漆膜有明显的起泡、起皱现象；5= 漆膜损坏。2 结果与讨论21 制备工艺Bayhydrol UH245 是一种碱中和后可以溶解于水和助溶剂（如乙二醇丁醚）中的聚氨酯改性树脂，其供货时中和度约50%。配漆时将中和剂分两次加入，防止一次加入时导致树脂黏度过高而无法生产；由于使用的防锈颜料偏弱酸性，加入后会与水中的有机胺反应导致体系黏度下降；涂料生产后，由于树脂中的酸性基团、颜料表面的酸性/ 碱性基团与有机胺反应需要一段时间，其黏度一般24 h 后才能趋于稳定。