CN1789355A - 一种单组分聚氨酯防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯防腐涂料，具体地说是一种单组分聚氨酯防腐涂料及其制备方法，按重量份数计，包括精制蓖麻油100份，二异氰酸酯10～40份，多异氰酸酯150～250份，溶剂300～360份。本发明聚氨酯防腐涂料改变了传统配方中异氰酸酯组分单一，漆膜硬脆的缺陷；通过组份官能度和分子量的调整，提高了涂膜交联密度，增强涂膜不透水、透气性，使它具有附着力强，弹性好，坚韧光滑、耐磨，同时能耐酸、碱、盐及各种常用溶剂的腐蚀，而且储存性能稳定等优良的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯防腐涂料，具体地说是一种单组分聚氨酯防腐涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防腐涂料是性能优异的防腐涂料，有单组分和双组分之分。单组分聚氨酯防腐涂料因其使用方便，附着力好，防锈、防腐性能优异而倍受人们关注；应用也越来越广泛。但是传统的单组分防腐涂料配方中异氰酸酯组分单一，具有漆膜硬脆的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于一种单组分聚氨酯防腐涂料及其制备方法；它改变了传统配方中异氰酸酯组分单一，漆膜硬脆的缺陷；通过组份官能度和分子量的调整，提高了涂膜交联密度，增强涂膜不透水、透气性，使它具有附着力强，弹性好，坚韧光滑、耐磨，同时能耐酸、碱、盐及各种常用溶剂的腐蚀，而且储存性能稳定等优良的综合性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种单组分聚氨酯防腐涂料，按重量份数计，包括精制蓖麻油100份，二异氰酸酯10～40份，多异氰酸酯150～250份，溶剂300～360份。
使用的溶剂为合成聚氨酯的常用溶剂：(1)如芳香族化合物，包括甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、异丙苯和三甲苯等；(2)酮类溶剂，包括2-丁酮、2-戊酮、2-庚酮、甲基异丁基酮、甲基环己酮和二甲基环己酮等；(3)酯类溶剂，包括醋酸丁酯和醋酸乙酯等；溶剂的使用量为二异氰酸酯、多异氰酸酯和蓖麻油总重量的50～100％；优先使用混合溶剂，如二甲苯、醋酸丁酯和环己酮混合溶剂。
涂料的基本组成为，清漆：多异氰酸酯予聚物、流平剂、溶剂；色漆：多异氰酸酯予聚物、流平剂、填料、颜料、溶剂。
其中助剂为聚氨酯涂料常用的助剂；使用的助剂包括紫外线吸收剂、流平剂、抗氧剂及颜料等；
其中流平剂为氨基树脂类，例如三聚氰氨甲醛树脂，其加入量为涂料总重量的0.5～1‰；颜料为铁红或银粉，其加入量为涂料总重量的5～10％；其中还可添加有涂料总重量1-2％的紫外线吸收剂，例如UV-9，UV-24；和/或涂料总重量1-5％抗氧剂，例如抗氧剂1010、抗氧剂264；和/或涂料总重量10-20％填料，例如云母粉、高岭土、滑石粉等。
本发明提到的单组份聚氨酯防腐涂料的制备方法如下：
1)预聚体的制备：
配方：精制蓖麻油(水分＜0.15％，羟值：150～170mgKOH/g)100；二异氰酸酯：10～40；多异氰酸酯：150～250；混合溶剂：300～360
工艺：按配方计量将精制蓖麻油投入到反应器中，加热升温至110～120℃，进行减压脱水，脱水时间1～2h，真空度-0.09～-0.1Mpa(表压)；然后降温至50℃以下，加入配方量的溶剂，搅匀后，在搅拌下加入配方量的二异氰酸酯，自由升温(通常在0.5-1.0h内，体系不再升温即可)，然后加温至80～85℃，反应1.0-2.0h，再加入配方量的多异氰酸酯继续反应，当NCO含量达到规定值(即分析测定所得的NCO含量与设定值相符)时停止反应，然后降温至50℃以下备用；
2)涂料的配制：在混合釜中，先加入符合要求的预聚体，在搅拌下加入各种助剂，于室温～50℃℃高速混合(混均即可，通常在30min内即可混均)，得到单组分聚氨酯防腐涂料。
本发明防腐涂料属单组分，潮气固化型，为粘稠状液体，可广泛应用于石油化工、电力和建筑行业及工矿企业、海洋设施的钢架结构，机械设备、地下管道、槽罐、钢材表面防锈防腐，化工车间的各种混凝土表面、冷却塔、地下室、仓库、卫生间墙面、地面防潮和防腐；具有显著的经济效益和社会效益；
本发明的主要特点为：1)施工方法灵活，可喷、刷、滚、浸涂；2)施工温度宽，可在-15℃～45℃进行涂刷；3)附着力好，是具有活性-NCO的预聚体，能与被涂基体带有活性氢的化学物反应生成化学键，形成牢固结合；4)对被涂物表面要求低，只要表面无水层、无油污即可涂刷；5)颜色可根据用户要求进行调整。
具体实施方式
反应器使用带有搅拌器、加热装置、回流冷凝器和惰性气体导入管的1000ml四口圆底烧瓶组成；配有减压装置，真空泵为旋片式真空泵；混合釜使用带有搅拌器、加热装置的1000ml三口反应瓶组成。
实施例1：清漆的制备
预聚体的制备：
配方：精制蓖麻油(水分＜0.15％，羟值：150～170mgKOH/g)100g；二异氰酸酯：20g；多异氰酸酯：180g；混合溶剂(由二甲苯、醋酸丁酯和环己酮按1∶1∶1重量比混合而成)：300g
工艺：按配方将计量好的精制蓖麻油投入到反应烧瓶中，加热升温至115℃，进行减压脱水，脱水时间1.5h，真空度-0.09Mpa，然后降温至48℃以下，加入配方量的溶剂，搅匀后，在搅拌下加入配方量的二异氰酸酯，自由升温0.5h，然后加温至80℃，反应1.0h，再加入配方量的多异氰酸酯继续反应，当NCO含量达到规定值时停止反应；然后降温至50℃备用；
涂料的配制：取上述制备的予聚体600g于1000ml三口反应瓶中，加入0.5g流平剂(三聚氰氨甲醛树脂)，于室温下混匀即得单组分聚氨酯防腐清漆，其固含量：50％。性能见表1和表2。
表1 本发明涂料的涂膜物理性能如下：
| 序号 | 质量标准项目 | 测试方法 | 指标 |
| 1 | 粘度(秒) | 涂4#杯(GB1723-79) | 40±5 |
| 2 | 固体含量％ | GB1725-79 | 50±5 |
| 3 | 成膜干燥时间 | GB6753.2-86 | 4小时(表干)24小时(实干) |
| 4 | 附着力 | 1级 | |
| 5 | 柔韧性 | GB1731-79 | ≤1mm |
| 6 | 冲击强度 | GB1732-79 | 50Ka/cm2 |
| 7 | 耐磨性 | GB1768-79 | 0.0020g/1000次 |
| 8 | 硬度 | 邵氏硬度 | 98 |
| 9 | 粘接性 | 8字模法 | 10MPa |
| 10 | 耐热性 | GB1735-79 | 200℃24小时涂层完好 |
| 11 | 耐湿热性 | GB1740-79 | 80℃7天涂层完好 |
| 12 | 涂膜抗渗性 | 0.2Mpa30Min | 不透水 |
表2 本发明涂料的涂膜耐腐蚀性能：
| 介质名称 | 检测方法 | 指标 |
| 盐酸溶液(10％HCL) | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 硫酸溶液(15％H2SO4) | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 硝酸溶液(5％HNO3) | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 碱溶液(10％NaOH) | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 盐水(3％NaCl) | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 200#溶剂汽油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 车用汽油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 航空汽油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 润滑油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 机油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 亚麻仁油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 红油 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 苯 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
| 二甲苯 | 浸泡一年 | 涂层完好 |
实施例2：面漆的制备
将实施例1所得的清漆与云母粉、钛白粉、滑石粉、溶剂(由二甲苯、醋酸丁酯和环己酮按1∶1∶1重量比混合而成)按下述配方在混合釜中高速混和30min后即得单组分聚氨酯防腐面漆；
按重量配比：清漆(固含量：50％)60.0；云母粉：2.50；钛白粉：13.75；滑石粉：3.75；混合溶剂：20.0；面漆的固含量为：50％。
实施例3：底漆的制备
将实施例1所得的清漆与云母粉、铁红、高岭土、溶剂(由二甲苯、醋酸丁酯和环己酮按1∶1∶1重量比混合而成)按下述配方在混合釜中高速混和30min后即得单组分聚氨酯防腐底漆；
按重量配比：清漆(固含量：50％)：50.1；云母粉：10.50；铁红：5.25；高岭土：9.25；混合溶剂：24.9；底漆的固含量为：50％。
实施例4
预聚体的制备：
配方：精制蓖麻油(水分＜0.15％，羟值：150～170mgKOH/g)100g；二异氰酸酯：10g；多异氰酸酯：250g；混合溶剂(乙苯、醋酸乙酯和2-戊酮按1∶1∶2重量比混合而成)：360g
工艺：按配方将计量好的精制蓖麻油投入到反应烧瓶中，加热升温至110℃，进行减压脱水，脱水时间1h，真空度-0.092Mpa，然后降温至45℃以下，加入配方量的溶剂，搅匀后，在搅拌下加入配方量的二异氰酸酯，自由升温0.5h，然后加温至85℃，反应1.0h，再加入配方量的多异氰酸酯继续反应，当NCO含量达到规定值时停止反应；然后降温至50℃备用；
涂料的配制：取上述制备的予聚体720g于1000ml三口反应瓶中，加入0.7g流平剂(三聚氰氨甲醛树脂)，40g铁红，10g抗氧剂(抗氧剂264)，于50℃高速混合30min混匀即得单组分聚氨酯防锈防腐漆。
实施例5
预聚体的制备：
配方：精制蓖麻油(水分＜0.15％，羟值：150～170mgKOH/g)100g；二异氰酸酯：40g；多异氰酸酯：200g；混合溶剂(由异丙苯与甲基环己酮按1∶3重量比混合而成)：320g
工艺：按配方将计量好的精制蓖麻油投入到反应烧瓶中，加热升温至120℃，进行减压脱水，脱水时间2h，真空度-0.09Mpa，然后降温至40℃以下，加入配方量的溶剂，搅匀后，在搅拌下加入配方量的二异氰酸酯，自由升温0.5h，然后加温至82℃，反应1.0h，再加入配方量的多异氰酸酯继续反应，当NCO含量达到规定值时停止反应；然后降温至50℃备用；
涂料的配制：取上述制备的予聚体660g于1000ml三口反应瓶中，加入0.4g流平剂(三聚氰氨甲醛树脂)，40g银粉，10％的紫外线吸收剂(UV-9)，于40℃高速混合30min混匀即得单组分聚氨酯防腐面漆。
Claims (8)
1.一种单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：按重量份数计，包括精制蓖麻油100份，二异氰酸酯10～40份，多异氰酸酯150～250份，溶剂300～360份。
2.按照权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：所述溶剂的使用量为二异氰酸酯、多异氰酸酯和蓖麻油总重量的50～100％。
3.按照权利要求1或2所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、异丙苯、三甲苯、2-丁酮、2-戊酮、2-庚酮、甲基异丁基酮、甲基环己酮、二甲基环己酮、醋酸丁酯和/或醋酸乙酯。
4.按照权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：其中还添加有氨基树脂类流平剂，其加入量为涂料总重量的0.5～1‰。
5.按照权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：其中还添加有颜料，其加入量为涂料总重量的5～10％。
6.按照权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：其中还添加有涂料总重量1-2％的紫外线吸收剂和/或1-5％抗氧剂。
7.按照权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料，其特征在于：其中还添加有填料。
8.一种权利要求1所述单组分聚氨酯防腐涂料的制备方法，其特征在于：
1)预聚体的制备：按配方计量将精制蓖麻油投入到反应器中，加热升温至110～120℃，进行减压脱水，脱水时间1～2h，真空度-0.09～-0.1Mpa；然后降温至50℃以下，加入溶剂，搅匀后，在搅拌下加入二异氰酸酯，自由升温，然后加温至80～85℃，反应1.0-2.0h，再加入多异氰酸酯继续反应，当NCO含量达到规定值时停止反应，然后降温至50℃以下备用；
2)涂料的配制：在混合釜中，先加入预聚体，在搅拌下加入各种助剂，于室温～50℃高速混均，得到单组分聚氨酯防腐涂料。
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|---|---|---|---|---|
| CN102226053A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-10-26 | 李宗文 | 一种彩色防腐涂料 |
| CN102863606A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 贺孝敏 | 一种环境友好型单组分潮气固化的预聚体树脂及其制备方法和应用 |
| CN104356929A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-02-18 | 成都市和乐门业有限公司 | 聚氨酯防腐涂料及其制备方法 |
| CN104629400A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-20 | 河北正洋建材有限公司 | 一种树脂液及其制备方法 |
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2004
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