CN111704854A - 一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用 - Google Patents

一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用,该涂料由A组分、B组分和C组分按为m(A):m(B):m(C)=20‑25:50‑60:1‑3的比例混合而成;其中A组分为嵌段共聚物;其中B组分为封端剂封端的聚氨酯材料;其中C组分为纳米浆料,溶剂、纳米填料、消泡剂、分散剂按照一定比例混合而成。本发明以铝片作为研究的基底,防腐蚀效果好,可以有效地保护铝材免受腐蚀环境的危害,对基底材料具有优秀的保护性能,通过纳米颗粒和A组分B组分间的相互作用提高涂料的耐腐蚀性能,其提升效果较好;通过引入氢键等其他化学键,为涂料提供了自修复性能,通过平行实验选择了性能提升较大的涂层配方。

Description

一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料有机涂料合成技术领域,具体地说是一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用。
背景技术
作为一种被广泛使用的材料,金属材料被应用到各种各样的器件结构中。然而,这些结构中的金属容易被腐蚀,特别是在含有许多腐蚀介质(如氯化物、水、氧)的海洋环境中。腐蚀引起的材料失效每年都会使人类的生命安全和财产安全遭受极大的损失,因此,制定有效的防腐蚀措施势在必行。
从腐蚀发生开始,金属材料的化学结构就在不断地发生变化,最直观的表现就是构件表面形貌的变化,进而发生力学性能和机械性能的降低,其最终结果是材料寿命急剧缩短,最严重则会导致材料断裂。它的失效会产生巨大的经济损失甚至对人们的生命安全造成伤害。根据相关报道,在我国,每年大约有两万亿的经济损失是由腐蚀这种现象造成的。
防腐涂料防腐蚀机理是在金属表面形成一层屏蔽涂层,阻止水和氧与金属表面接触。但有大量研究表明,涂层总有一定的透气性和渗水性,涂料透水和氧的速度往往高于裸露钢铁表面腐蚀消耗水和氧的速度,涂层不可能达到完全屏蔽作用,涂料的防腐蚀作用是因为导电度降低而阻止了腐蚀的进行。因此,改善提高耐腐蚀涂料的性能势在必行。
发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足,提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用。
本发明的创新点主要在以下几个方面:
1、本发明中的聚氨酯材料具有微相分离结构,可用作形状记忆材料,其微相分离程度可影响材料的形状记忆功能;
2、通过引入支链可以提高材料的微相分离程度,增强材料的形状记忆功能;
3、通过引入纳米颗粒,提高材料的微相分离结构,增强材料的形状记忆功能;
4、通过引入氢键及其他共价键,为材料提供自修复性能,加强材料的机械性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
1、本发明提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,该涂料由A组分、B组分和C组分按为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合而成;
其中A组分为嵌段共聚物;
其中B组分为封端剂封端的聚氨酯材料;
其中C组分为纳米浆料,溶剂、纳米填料、消泡剂、分散剂按照质量比m(溶剂):m(纳米填料):m(分散剂):m(消泡剂)=60-70:25-35:1-2:0.1-0.5的比例混合而成。
可选的,所述A组分嵌段共聚物为壳聚糖-聚乙烯醇二嵌段共聚物,纤维素接枝聚乳酸,聚乙烯醇-聚己内酯共聚物,甲基丙烯酸磺基甜菜碱-甲基丙烯酸(2-羟乙酯)共聚物中的一种或几种。
可选的,所述C组分中溶剂为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、四氯化碳中的一种或几种。
可选的,所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、焦磷酸钠、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、六偏磷酸钠中的一种或几种。
可选的,所述消泡剂为矿物油类、酰胺类、低级醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、磷酸酯类、聚醚类、有机硅类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类的一种或几种。
可选的,所述纳米填料为纳米氧化锆、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米硅溶胶、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中一种或几种。
可选的,所述封端剂为聚二甲基硅氧烷、亚硫酸氢钠、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、对氯苯酚、聚乙烯吡咯烷酮、焦亚硫酸钠中的一种或几种。
2、本发明另提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料的合成方法,先后合成A、B组分,然后将A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合;
具体为:
1)合成A组分:首先,根据实验目标,选择合适的反应物、溶剂、催化剂,再选择合适的工艺和合成手段,得到的嵌段共聚物在整个复合材料中起到物理交联点及提供氢键等的作用;
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分,然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时,将预先称重接枝剂,在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:60-70份溶剂,1-2份(5%纳米填料质量)分散剂,0.1-0.5份消泡剂混合均匀后,添加25-35份纳米填料,研磨分散至细度合格,或超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)分别用80和400目砂纸打磨铝片,使其表面粗糙,增强结合力;
5)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌;
6)将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。
可选的,A组分中催化剂为月桂酸铋,氯化锌,氯化铝,辛酸亚锡,二月桂酸二丁基锡等中的一种或几种;
B组分中接枝剂为甲基丙烯酸羟乙酯、聚马来酸、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基二硫化物-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲基马来酸酐中的一种或几种。
3、本发明还提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料的应用,将所述所制得的粘性均质液体涂覆于待保护基材上,70℃下固化12小时,冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
其中待保护基材为金属,可以是应用较广泛的铝材料,还可以是铁、铜等其他金属材料。
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料及其合成方法和应用,与现有技术相比所产生的有益效果是:
1、本发明涂料利用常见的有机材料作基底,常见的纳米填料作填料,其原料易得,制备方法安全。
2、本涂层与测试基底铝材的结合力强,对铝材的保护性能好,在应用到其他金属材料方面具有巨大的潜力,也具有广泛的应用前景。
附图说明
附图1是本发明实施例一A组分的傅里叶变换红外测试图;
附图2是本发明实施例一掺入纳米氧化锆防腐蚀有机涂料的扫描电镜照片;
附图3是本发明实施例一纳米氧化锆在溶剂中分布的Zeta和粒径分布图片;
附图4是本发明实施例一掺入氧化锆纳米颗粒防腐蚀涂层的EDS能谱分析;
附图5是本发明实施例一掺入氧化锆纳米颗粒的电化学阻抗谱对比;
附图6是本发明实施例一掺入氧化锆纳米颗粒的阻抗模值变化对比;
附图7是本发明实施例二A组分的傅里叶变换红外测试图;
附图8是本发明实施例二掺入纳米二氧化硅防腐蚀有机涂料的扫描电镜照片;
附图9是本发明实施例二纳米二氧化硅在溶剂中分布的Zeta和粒径分布图片;
附图10是本发明实施例二掺入二氧化硅纳米颗粒的电化学阻抗谱对比;
附图11是本发明实施例二掺入二氧化硅纳米颗粒的阻抗模值变化对比;
附图12是本发明实施例三A组分的傅里叶变换红外测试图;
附图13是本发明实施例三掺入还原石墨烯防腐蚀有机涂料的扫描电镜照片;
附图14是本发明实施例三还原石墨烯在溶剂中分布的Zeta和粒径分布图片;
附图15是本发明实施例三掺入还原石墨烯的电化学阻抗谱对比;
附图16是本发明实施例三掺入还原石墨烯的阻抗模值变化对比;
附图17是本发明实施例四A组分的傅里叶变换红外测试图;
附图18是本发明实施例四掺入纳米硅溶胶防腐蚀有机涂料的扫描电镜照片;
附图19是本发明实施例四纳米硅溶胶在溶剂中分布的Zeta和粒径分布图片;
附图20是本发明实施例四掺入硅溶胶纳米颗粒的电化学阻抗谱对比;
附图21是本发明实施例四掺入硅溶胶纳米颗粒的阻抗模值变化对比。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,该涂料由A组分、B组分和C组分按为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合而成;
其中A组分为嵌段共聚物;
其中B组分为封端剂封端的聚氨酯材料;
其中C组分为纳米浆料,溶剂、纳米填料、消泡剂、分散剂按照质量比m(溶剂):m(纳米填料):m(分散剂):m(消泡剂)=60-70:25-35:1-2:0.1-0.5的比例混合而成。
可选的,所述A组分嵌段共聚物为壳聚糖-聚乙烯醇二嵌段共聚物,纤维素接枝聚乳酸,聚乙烯醇-聚己内酯共聚物,甲基丙烯酸磺基甜菜碱-甲基丙烯酸(2-羟乙酯)共聚物中的一种或几种。
可选的,所述C组分中溶剂为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、四氯化碳中的一种或几种。
可选的,所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、焦磷酸钠、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、六偏磷酸钠中的一种或几种。
可选的,所述消泡剂为矿物油类、酰胺类、低级醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、磷酸酯类、聚醚类、有机硅类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类的一种或几种。
可选的,所述纳米填料为纳米氧化锆、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米硅溶胶、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中一种或几种。
可选的,所述封端剂为聚二甲基硅氧烷、亚硫酸氢钠、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、对氯苯酚、聚乙烯吡咯烷酮、焦亚硫酸钠中的一种或几种。
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其合成方法步骤为:先后合成A、B组分,然后将A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合;
具体为:
1)合成A组分:首先,根据实验目标,选择合适的反应物、溶剂、催化剂,再选择合适的工艺和合成手段,得到的嵌段共聚物在整个复合材料中起到物理交联点及提供氢键等的作用;
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分,然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时,将预先称重接枝剂,在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:60-70份溶剂,1-2份(5%纳米填料质量)分散剂,0.1-0.5份消泡剂混合均匀后,添加25-35份纳米填料,研磨分散至细度合格,或超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)分别用80和400目砂纸打磨铝片,使其表面粗糙,增强结合力;
5)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌;
6)将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。
可选的,A组分中催化剂为月桂酸铋,氯化锌,氯化铝,辛酸亚锡,二月桂酸二丁基锡等中的一种或几种;
B组分中接枝剂为甲基丙烯酸羟乙酯、聚马来酸、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基二硫化物-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲基马来酸酐中的一种或几种。
将所述所制得的粘性均质液体涂覆于待保护基材上,70℃下固化12小时,冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
其中待保护基材为金属,本发明以应用较广泛的铝材料为例进行说明。
实施例一
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,由A组分、B组分、C组分合成;
具体步骤如下:
1)合成A组分:首先,将预称重的PVA在80℃下,在三颈烧瓶内溶解在50ml DMSO中,然后将适当的ε-己内酯和催化剂快速加入上述溶液中,将系统在氮气气氛下连续搅拌4小时以形成良好的混合相。
使反应在氮气气氛下在140℃搅拌下进行6小时。所得聚合物在二氯甲烷中沉淀,并用大量甲醇洗涤。然后通过在环境温度下真空干燥24小时来收集合成的PVA-PCL。
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分,然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时。将预先称重交联剂在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:65份去离子水,1.5份(5%填料质量)分散剂,0.2份消泡剂混合均匀后,添加30份纳米氧化锆,研磨分散至细度合格,或超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌,其中A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=20:50:1的比例混合,将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。通过冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
对上述获得防腐蚀有机涂层进行性能测试:
A组分的傅里叶变换红外测试结果如图1。
将上述防腐蚀有机涂层的扫描电镜照片如图2,其中白色颗粒点为纳米粒子。
防腐蚀有机涂层的EDS图片如图3。
对制备的纳米颗粒溶液进行Zeta电位测试和粒度分析,测试结果如图4所示。
制备在铝片表面,而后浸泡在模拟海水中,涂层阻抗随时间变化如图5、6所示。涂层阻抗随时间变化较小,维持在一个数量级内,表明材料的稳定性和防腐蚀性能较好。
实施例二
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,由A组分、B组分、C组分合成;
具体步骤如下:
1)合成A组分:将一定量的壳聚糖溶解在0.1M乙酸中,放入装有混合器和氮气入口的烧瓶。在壳聚糖溶液中加入过硫酸钾(KPS),并将所得混合物在氮气氛下于60℃搅拌30分钟。逐渐加入PEG溶液,并将所得混合物搅拌6小时。将混合物过滤,然后将滤液用5%氢氧化钠沉淀。通过离心获得沉淀物。通过用丙酮洗涤从所得产物中充分除去游离的PEG。在40℃下干燥24小时,收集产物。
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分。然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时。将预先称重交联剂在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:70份去离子水,1.25份(5%填料质量)分散剂,0.1份消泡剂混合均匀后,添加25份纳米二氧化硅,研磨分散至细度合格,或超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌,其中A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=22:55:2的比例混合,将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。通过冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
对上述获得防腐蚀有机涂层进行性能测试:
A组分的傅里叶变换红外测试结果如图7
通过SEM图片(图8)可以看出,纳米粒子在基体内的分散性较好。
将所配置的纳米浆料进行Zeta电位和粒度分析,结果如图9所示。粒径分布较窄,表明纳米二氧化硅的颗粒较均匀。
制备在铝片表面,而后浸泡在模拟海水中,涂层阻抗随时间变化如图10、11所示。涂层阻抗随时间变化较小,维持在一个数量级内,表明材料的稳定性和防腐蚀性能较好。
实施例三
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,由A组分、B组分、C组分合成;
具体步骤如下:
1)合成A组分:MCC-g-PLA共聚物的合成。通常,将一定量的纤维素添加到在50mL干燥的三颈烧瓶中的溶剂中。然后将混合物置于油浴中,并在氮气气氛下于80℃剧烈磁力搅拌下在加热板上加热2小时。将纤维素完全溶解在溶剂中后,将乳酸单体和0.2wt%的催化剂缓慢添加到溶液中,在120℃的N2气氛下进行聚合。剧烈搅拌8小时。冷却至室温后,通过将反应混合物沉淀至异丙醇中来分离所得共聚物,并用异丙醇洗涤五次以除去杂质。随后,将聚合物悬浮在溶液中,室温下搅拌72小时,以溶解均聚物,并用更多的溶液洗涤几次,以确认完全除去游离均聚物。最终产品在60℃的真空中干燥48小时。
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分。然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时。将预先称重交联剂在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:60份去离子水,1.6份(5%填料质量)分散剂,0.5份消泡剂混合均匀后,添加32份纳米还原氧化石墨烯,研磨分散至细度合格,或超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌,其中A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=25:60:3的比例混合。将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。通过冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
对上述获得防腐蚀有机涂层进行性能测试:
A组分的傅里叶变换红外测试结果如图12.
通过SEM图片(图13)可以看出,纳米粒子在基体内的分布较均匀。
将所配置的纳米浆料进行Zeta电位和粒度分析,结果如图14所示。粒径分布较窄,表明纳米还原氧化石墨烯的颗粒较均匀。
制备在铝片表面,而后浸泡在模拟海水中,涂层阻抗随时间变化如图15、16所示。涂层阻抗随时间变化较小,维持在一个数量级内,表明材料的稳定性和防腐蚀性能较好。
实施例四
本发明的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,由A组分、B组分、C组分合成;
具体步骤如下:
1)合成A组分:按照摩尔比n(甲基丙烯酸磺基甜菜碱):n(甲基丙烯酸(2-羟乙酯))7:3的比例溶解在水中,加入1%的引发剂和0.5%的催化剂,完全溶解。溶液在室温下搅拌30分钟,然后倒在PTFE模具上,80℃条件下固化2小时。
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分。然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时。将预先称重交联剂在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:60份去离子水,1.7份(5%填料质量)分散剂,0.3份消泡剂混合均匀后,添加35份纳米硅溶胶(LS-30型),超声分散(可通过激光粒度仪确定最佳分散时间,推荐30-60分钟);
4)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌,其中A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=20:50:2.5的比例混合。将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。通过冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
对上述获得防腐蚀有机涂层进行性能测试:
A组分的傅里叶变换红外测试结果如图17
通过SEM图片(图18)可以看出,纳米粒子在基体内的分布较均匀。
将所配置的纳米浆料进行Zeta电位和粒度分析,结果如图19所示。粒径分布较窄,表明纳米硅溶胶的颗粒较均匀。
制备在铝片表面,而后浸泡在模拟海水中,涂层阻抗随时间变化如图20、21所示。涂层阻抗随时间变化较小,维持在一个数量级内,表明材料的稳定性和防腐蚀性能较好。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,该涂料由A组分、B组分和C组分按为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合而成;
其中A组分为嵌段共聚物;
其中B组分为封端剂封端的聚氨酯材料;
其中C组分为纳米浆料,溶剂、纳米填料、消泡剂、分散剂按照质量比m(溶剂):m(纳米填料):m(分散剂):m(消泡剂)=60-70:25-35:1-2:0.1-0.5的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述A组分嵌段共聚物为壳聚糖-聚乙烯醇二嵌段共聚物,纤维素接枝聚乳酸,聚乙烯醇-聚己内酯共聚物,甲基丙烯酸磺基甜菜碱-甲基丙烯酸(2-羟乙酯)共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述C组分中溶剂为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、四氯化碳中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、焦磷酸钠、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、六偏磷酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述消泡剂为矿物油类、酰胺类、低级醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、磷酸酯类、聚醚类、有机硅类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述纳米填料为纳米氧化锆、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米硅溶胶、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料,其特征在于,所述封端剂为聚二甲基硅氧烷、亚硫酸氢钠、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、对氯苯酚、聚乙烯吡咯烷酮、焦亚硫酸钠中的一种或几种。
8.如权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料的合成方法,其特征在于,先后合成A、B组分,然后将A组分、B组分、C组分按质量比为m(A):m(B):m(C)=20-25:50-60:1-3的比例混合;
具体为:
1)合成A组分:首先,根据实验目标,选择合适的反应物、溶剂、催化剂,再选择合适的工艺和合成手段,得到的嵌段共聚物在整个复合材料中起到物理交联点及提供氢键等的作用;
2)合成B组分:首先将聚四氢呋喃醚在120℃的真空中加热2小时,直到融化以除去水分,然后在氮气气氛中,70℃下,将适当量的封端剂与聚四氢呋喃醚反应1小时,将预先称重接枝剂,在70℃下添加到前一个系统中反应1.5小时,生成封端的聚氨酯;
3)合成C组分:60-70份溶剂,1-2份(5%纳米填料质量)分散剂,0.1-0.5份消泡剂混合均匀后,添加25-35份纳米填料,研磨分散至细度合格,或超声分散;
4)分别用80和400目砂纸打磨铝片,使其表面粗糙,增强结合力;
5)将适当的A组分在60℃下溶于适当量的溶剂中30分钟,然后将A组分溶液和C组分溶液小心地倒入B组分中并充分搅拌;
6)将所得的粘性均质液体流延至铝片上在70℃下固化12小时。
9.根据权利要求1或2所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料的合成方法,其特征在于,A组分中催化剂为月桂酸铋,氯化锌,氯化铝,辛酸亚锡,二月桂酸二丁基锡等中的一种或几种;
B组分中接枝剂为甲基丙烯酸羟乙酯、聚马来酸、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、羟乙基二硫化物-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲基马来酸酐中的一种或几种。
10.如权利要求8所述的一种嵌段共聚自修复聚氨酯防腐蚀涂料的应用,其特征在于,将所制得的粘性均质液体涂覆于待保护基材上,70℃下固化12小时,冷却至环境温度最终获得防腐蚀有机涂层。
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