[發明專利]一種納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710455127.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107201158B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 趙治巨;楊立芹;邢翠娟;夏愛清;李東風
• 申請（專利權）人: 邢臺學院
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D5/08;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/65;C08G18/62;C08G18/64;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/10;C08K3/04;C08K3/36
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明涉及一種制備納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料的方法。本發明還涉及通過如上所述的方法制備的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。本發明的有益效果在于：(1)制備的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料不含金屬，不含溶劑，是綠色環保的；(2)通過納米材料和水性聚苯胺的雙重改性，顯著提高了聚氨酯對金屬特別是鎂基合金的防護性能，以及(2)制備工藝簡單，適于工業化。

技術領域

本發明涉及防腐涂料領域。具體來說，本發明涉及一種納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料及其制備方法。

背景技術

材料腐蝕中的絕大多數是金屬腐蝕，這給國民經濟帶來巨大損失。采用涂料對和金屬和非金屬材料進行涂覆是目前最經濟有效的方法。聚氨酯防腐涂料是傳統防腐涂料中的一種，但其常包括易揮發的有機溶劑，這會帶來潛在的環境污染問題，因此應用受到限制。

此外，因為鎂合金化學性質活潑，自腐蝕電位低，導致富鋅涂料等一般涂料用于其表面防護時，往往起不到保護效果，反而會加劇鎂合金的電化學腐蝕。因為在金屬結構材料中，鎂合金腐蝕電位最低，常常作為陽極，而涂料中的鋅則作為陰極，構成電化學腐蝕，不能有效地保護鎂合金。

另外，已有研究報道在傳統聚氨酯防腐涂料中引入納米材料可改善其防腐性能。但目前為止仍然沒有防腐性能優異的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。

因此，本領域仍然需要開發一種納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料的方法，所述方法包括使脂肪族或脂環族異氰酸酯單體與多元醇在納米材料表面發生原位聚合，得到納米材料改性聚氨酯預聚體，然后通過使該預聚體與二羥基丙酸在丙酮中反應來引入親水基團，得到含親水基團的納米材料改性聚氨酯，最后通過擴鏈劑三羥基丙烷將一端雙羥基化水性聚苯胺共價地接枝到含親水基團的納米材料改性聚氨酯主鏈上，得到本文所述的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。本文所述的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料不含金屬，也不含溶劑，是綠色環保的。且通過納米材料和水性聚苯胺的雙重改性，顯著提高了聚氨酯涂料對鎂基合金的防護性能。

本發明的目的還在于提供一種通過如上所述的方法制備的納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。

為了實現上述目的，本發明提供下述技術方案。

在第一方面中，本發明提供一種制備納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料的方法，所述方法可包括下述步驟：

(1)在惰性氣氛下，混合脂肪族或脂環族異氰酸酯單體、真空脫水的多元醇以及納米材料，得到納米材料改性聚氨酯預聚體；

(2)在惰性氣氛下，使納米材料改性聚氨酯預聚體與二羥基丙酸在丙酮中反應，得到含親水基團的納米材料改性聚氨酯；以及

(3)加入去離子水，且在剪切作用和催化劑作用下，使含親水基團的納米材料改性聚氨酯、三羥甲基丙烷、一端雙羥基化水性聚苯胺和穩定劑反應，減壓蒸餾除去丙酮，得到納米材料改性的水性聚氨酯防腐涂料。

在第一方面的一種實施方式中，所述脂肪族或脂環族異氰酸酯單體可包括六亞甲基二異氰酸酯，或二環己基甲烷二異氰酸酯。

在第一方面的另一種實施方式中，所述納米材料可包括石墨烯或納米二氧化硅。

在第一方面的另一種實施方式中，所述一端雙羥基化水性聚苯胺通過巰基丙二醇與水性聚苯胺的反應來制備，且所述水性聚苯胺如下述結構式I所示：

其中，y＝0-1，p＝100-500。

在第一方面的另一種實施方式中，所述穩定劑可包括聚乙烯基吡咯烷酮。

在第一方面的另一種實施方式中，所述催化劑可包括二月桂酸二丁基錫或二月桂酸二丁基鋰。