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探索聚氨酯防腐涂料的奥妙

探索聚氨酯防腐涂料的奥妙

材料与环境反应而引起的材料的破坏和变质,称为腐蚀两句。腐蚀过程是热力学自发过程,是不可逆转的。生活中很多物体都会产和腐蚀,特别是金属。

防止金属腐蚀的方法很多,如金属选材、阴极保护、采用金属保护层、采用缓蚀剂及采用防腐涂料等。在所有的防腐措施中,采用防腐蚀涂料是应用最广泛、最经济、最方便的一种方法。

聚氨酯为成膜物质而配成的聚氨酯防腐涂料具有优良的耐化学腐蚀性、抗渗透性、耐磨性、坚韧性以及强的附着力等特性的原因是聚氨酯(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。在聚氨酯大分子中由于存在大量的氢键,分子间作用力大,大分子链对多数化学物质稳定,而且在聚氨酯大分子中可变化的因素很多,可以根据不同的实际情况进行分子设计和结构调整,使其能更好地满足实际需要。较其他涂料而言,因聚氨酯涂料优异的性能,从而奠定了它在防腐蚀涂料领域中极其重要的地位。

影响聚氨酯防腐蚀涂料施工及涂膜性能的因素

聚氨酯防腐蚀涂料的配方及施工对于发挥防腐蚀涂料的功能是非常重要的。防腐蚀涂料的失效主要是由于涂料配方设计不当、基材表面处理。施工或具体操作的不当引起的。

1.颜料和其他涂料组分的影响

聚氨酯反应对部分颜料可能有催化的功能,因此某些颜料不能在聚氨酯涂料中使用。例如,氧化锌颜料将某种程度缩短涂料的施工期限。有些有机原料或颜料也可能作为催化剂或反应物阻碍反应。有些颜料特别是表面处理过的颜料可能会和金属催化剂作用。

2.溶剂的影响

聚氨酯在非极性溶剂中的反应速度要快于非极性溶剂,因此制造聚氨酯涂料可以通过利用非极性溶剂提高反应速度,而在最终产品里极性溶剂的使用可以使施工期限延长。聚氨酯涂料(双组分或潮气固化型)对溶剂体系非常敏感。异氰酸酯很容易与胺、羟基与其他活性氢化合物反应,溶剂应严禁含有上述基团,避免采用醇溶剂(特别是伯醇,其活性氢的反应活性要强于仲醇和叔醇)和二元醚醇溶剂。

聚氨酯防腐涂料通常是通过一定的化学反应在基材上成膜和硫化交联的,因此聚氨酯防腐涂料属于反应型涂料,它主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。利用聚氨酯涂料进行防腐蚀,就需要清楚了解哪种聚氨酯适用于哪种行业。

1单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料

该聚氨酯涂料是由聚氨酯预聚物加溶剂配制而成。为了能使涂膜顺利地固化,应先将预聚物进行预先扩链,以增加其相对分子质量。在配制好的涂料中含少量游离的—NCO基,它们可与空气中的水分反应而使涂膜交联固化。这种聚氨酯涂料的优点是使用方便,缺点是因含活泼的—NCO基,它易与空气中的水分反应,故储存期短,一般为1a左右

涂料特点

(1)施工范围宽,一般零度以上、相对湿度在30%~98%均可施工,即使在冬天、雾天、甚至细雨天的潮湿基面上,也能够正常地施工干燥,施工后1~2h就可以达到涂膜触干,空气湿度越高,固化时间越短。

(2)施工简便,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表面干燥,即使工件表面有一层水膜也可完全固化。

(3)潮气固化型聚氨酯涂料中含有大量的脲键、氨基甲酸酯键,因此涂膜的耐磨性较双组分聚氨酯更好,耐化学品性、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)涂料具有优异的耐水性和耐化学品性,可以用于被浸湿的条件下,能够和阴极保护一起使用。

2.烘干型封端聚氨酯涂料

封端聚氨酯特点是加热可重新分解出—NCO。它是利用多异氰酸酯与酚类化合物反应形成氨基甲酸酯,将它与大分子多元醇混合构成单组分涂料,在储存过程中稳定,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100~160℃。选择封端剂时应考虑脱封温度,通常可选用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等,另外,加入催化剂可降低脱封温度。常规情况下,脱封温度低的产品储存稳定性也差。

3.湿气直接固化聚氨酯涂料

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表面容忍性和附着力。

该聚氨酯涂料是由聚氨酯预聚物加溶剂配制而成。这种聚氨酯涂料的优点是使用方便,缺点是因含活泼的—NCO基,它易与空气中的水分反应,故储存期短,一般为1a左右。为了能使涂膜顺利地固化,应先将预聚物进行预先扩链,以增加其相对分子质量。在配制好的涂料中含少量游离的—NCO基,它们可与空气中的水分反应而使涂膜交联固化。

单组分聚氨酯涂料除了上面提到的以外,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。

聚氨酯防腐涂料前景

其实聚氨酯防腐涂料的种类还是有很多的,目前国内很多聚氨酯企业也在争相研发应用于防腐行业的新型聚氨酯,比较成功的有河本公司的水性聚氨酯。

相信随着科技的发展,聚氨酯在防腐行业将有更大的发展空间。

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