[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚氨酯金屬防腐涂層的制備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111120443.0
• 申請(qǐng)日: 2021-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113831833A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任秀艷;朱琳;高光輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D175/08
• 分類(lèi)號(hào): C09D175/08;C09D133/06;C09D5/08;C08G18/48;C08G18/12;C08G18/34;C08G18/67;C08G18/32;C08G18/66;C08G18/83
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種聚氨酯金屬防腐涂層的制備方法,其主要原料配方如下：多元醇，異氰酸酯，擴(kuò)鏈劑，交聯(lián)劑，丙烯酸，磷酸鋅。該方法在利用后擴(kuò)鏈的方法合成聚氨酯的過(guò)程中，添加甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，利用HEMA中的羥基與體系的異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，在成鹽后的乳液中加入丙烯酸異辛酯使其與HEMA反應(yīng)，體系交聯(lián)密度上升；同時(shí)引入雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)，與碳碳雙鍵進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至7?8，利用酰肼反應(yīng)，加入己二酸二酰肼(ADH)，通過(guò)DAAM的酮羰基與ADH的胺基中的氫反應(yīng)，使其交聯(lián)成致密網(wǎng)絡(luò)，得到的聚氨酯膜具有超疏水表面和防腐性能。與傳統(tǒng)的聚氨酯涂層相比，該涂層附著牢固度提升10倍；在5％氯化鈉溶液中浸泡30天，涂層保存完好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防腐的聚氨酯金屬涂層的制備方法。

背景技術(shù)

金屬等材質(zhì)的構(gòu)件的表面需要涂覆具有防腐等作用的涂層以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，延長(zhǎng)構(gòu)件的使用年限，金屬的腐蝕是金屬受環(huán)境介質(zhì)的電化學(xué)或化學(xué)作用而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。CN105418870A公開(kāi)了一種丙烯酸復(fù)合改性水性聚氨酯乳液及其制備方法，通過(guò)添加丙烯酸來(lái)提高體系的交聯(lián)密度，但力學(xué)性能與防腐性能不好；CN101914343A公開(kāi)了一種用有機(jī)硅氧烷改性的水性聚氨酯涂層，涂層的吸水率在24h時(shí)低于10％，但是其附著力力學(xué)性能較差；CN102786687A公開(kāi)了一種復(fù)合改性的水性聚氨酯膜及其制備方法,采用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸醋等對(duì)聚氨酯樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合改性,由環(huán)氧樹(shù)脂改性的水性聚氨酯樹(shù)脂制備的涂料在成膜過(guò)程中交聯(lián)密度高、其預(yù)聚物粘度過(guò)小，分子量低，疏水性較差，因此應(yīng)用十分受限制。由于金屬制品使用的廣泛性，許多金屬制品長(zhǎng)期經(jīng)受摩擦考驗(yàn)，如不涂覆防腐涂料，金屬腐蝕及摩擦的使用環(huán)境使得金屬制品使用壽命大大降低，涂覆防腐涂料可以減少腐蝕產(chǎn)生，但現(xiàn)有的金屬防腐涂料的防腐性能較差。

本發(fā)明在利用后擴(kuò)鏈的方法合成聚氨酯的過(guò)程中，添加甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，利用HEMA中的羥基與體系的異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，在成鹽后的乳液中加入丙烯酸異辛酯使其與HEMA反應(yīng)，體系交聯(lián)密度上升；同時(shí)引入雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)，與碳碳雙鍵進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至7-8，利用酰肼反應(yīng)，加入己二酸二酰肼(ADH)，通過(guò)DAAM的酮羰基與ADH的胺基中的氫反應(yīng)，使其交聯(lián)成致密網(wǎng)絡(luò)，得到的聚氨酯膜具有超疏水表面和防腐性能。與傳統(tǒng)的聚氨酯涂層相比，該涂層附著牢固度提升10倍；在5％氯化鈉溶液中浸泡30天，涂層保存完好。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)金屬防腐涂層對(duì)金屬基體附著力低，難以形成致密涂層的缺陷，本發(fā)明提出一種聚氨酯金屬防腐涂層的制備方法，顯著提高了涂料對(duì)于金屬的附著力高，涂層致密均勻，防腐性能優(yōu)異。

一種聚氨酯金屬防腐涂層的制備方法，包括如下步驟；

（1）聚氨酯乳液的制備：

在一個(gè)裝有攪拌器，溫度計(jì)和回流冷凝管的三頸瓶中，將多元醇，二異氰酸酯，催化劑（有機(jī)錫類(lèi)）按質(zhì)量比3-5：70-100：30-60：2-4加料，其制備過(guò)程為加入多元醇后，在機(jī)械攪拌的情況下緩慢升溫至50°C-60°C，反應(yīng)30min-50min,將二異氰酸酯和催化劑（有機(jī)錫類(lèi)）緩慢滴入反應(yīng)液中；

將反應(yīng)體系升溫至88°C-95°C，反應(yīng)2h-3h，將反應(yīng)體系降溫至65°C-80°C，將親水?dāng)U鏈劑2，2-二羥基丙酸（DMPA）加入反應(yīng)體系，擴(kuò)鏈反應(yīng)3h-5h；將反應(yīng)再降溫至40°C-50℃，加入甲基丙烯酸羥乙酯進(jìn)一步交聯(lián)2-3h，降溫至30℃，滴加與DMPA等摩爾量的三乙胺（TEA），中和預(yù)聚體鏈中的-COOH，攪拌30min-40min；

按與甲基丙烯酸羥乙酯比例為15-25：10-25加入丙烯酸異辛酯，繼續(xù)反應(yīng)2h;在30℃時(shí)，按質(zhì)量比為3-5：10-13加入去離子水，高速攪拌得到聚氨酯分散體，隨后采用勻速滴加的方式將總質(zhì)量2%-5%的后擴(kuò)鏈溶液加入分散體系中，高速攪拌使其進(jìn)行充分的后擴(kuò)鏈反應(yīng)直至得到均一穩(wěn)定的乳液后升溫至50℃，加入雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)，調(diào)節(jié)體系PH值為7-8，按與雙丙酮丙烯酰胺比例為5-10：3-5加入己二酸二酰肼(ADH)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可添加適量的甲基乙基酮來(lái)降低體系黏度，使反應(yīng)更加充分；