[發(fā)明專利]一種二氧化碳基水性聚氨酯銹轉(zhuǎn)化樹脂及其制備方法

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• 申請日: 2023-02-10
• 公開（公告）號: CN116042073A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紅明;王獻(xiàn)紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D179/02;C09D5/08;C08G18/44;C08G18/32;C08G18/66
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 紀(jì)志超

本發(fā)明提供了一種二氧化碳基水性銹轉(zhuǎn)化樹脂，以重量份計，包括：二氧化碳基二元醇；二異氰酸酯；N?甲基二乙醇胺；含有側(cè)鏈烷基二元醇；中和劑；水；丙酮；聚苯胺。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中水性防腐涂料產(chǎn)生“閃銹”大大降低涂層與金屬基底附著力的問題，提供一種具有銹轉(zhuǎn)化功能的二氧化碳基水性聚氨酯樹脂，利用該結(jié)構(gòu)中引入具有銹轉(zhuǎn)化功能的組分與產(chǎn)生的“閃銹”原位生成不溶性的螯合物，將有害的“閃銹”轉(zhuǎn)變成無害的組分，從而解決水性樹脂的“閃銹”問題；同時，該水性樹脂體系中引入了聚苯胺組分，通過聚苯胺的摻雜進(jìn)入到樹脂體系中，利用聚苯胺的防腐性，以提高水性樹脂的防腐性能；從而得到一種具有防腐、銹轉(zhuǎn)化功能的水性聚氨酯樹脂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于具有銹轉(zhuǎn)化功能的水性聚氨酯樹脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳基水性聚氨酯銹轉(zhuǎn)化樹脂及其制備方法，具體涉及一種具有銹轉(zhuǎn)化功能的二氧化碳基水性聚氨酯樹脂合成及其制備方法。

背景技術(shù)

全球每年金屬腐蝕導(dǎo)致上萬億美元的經(jīng)濟(jì)損失，在金屬表面涂敷一層防腐涂料，通過防腐涂層對金屬進(jìn)行防護(hù)是防止金屬腐蝕最經(jīng)濟(jì)、實用和有效的方法。目前，防腐涂料有著以下幾個特點：第一、溶劑型防腐涂料市場占比超過了95％，這類防腐涂料具有施工簡單、價格低廉以及防腐性能優(yōu)異等優(yōu)點，在橋梁、船只以及大型鋼構(gòu)建筑物等領(lǐng)域廣泛使用，然而，該涂料體系中含有大量的苯類揮發(fā)性有機溶劑，在施工過程中會對環(huán)境帶來重大污染、對人體健康造成巨大危害，盡管高固體份防腐涂料產(chǎn)品取得了重大進(jìn)展，但是防腐涂料體系中仍舊有20～30％的揮發(fā)性有機溶劑的存在，依舊會對環(huán)境和人體健康造成一定程度的危害；第二、金屬基體在涂裝防腐涂料之前，需要經(jīng)過復(fù)雜的前處理，這是因為金屬非常容易生銹，在涂裝前往往表面已經(jīng)有一層結(jié)構(gòu)疏松的鐵銹，這些鐵銹會大大降低涂層與基底的附著力，因而，需要通過手工除銹、酸洗、噴砂以及噴丸等處理，手工除銹主要用于金屬鋼構(gòu)的維修工程，該方法存在的問題是工作強度大、效率低、除銹效果差，尤其是銹蝕層較深的地方無法徹底除凈；酸洗除銹容易產(chǎn)生“過蝕”和“氫脆”，產(chǎn)生二次腐蝕，而且酸液會污染環(huán)境；對于新型鋼構(gòu)大多采用噴砂和噴丸處理，仍舊存在著粉塵污染以及投資大、成本高的問題。第三、近年來，環(huán)保水性防腐涂料也取得了一定的進(jìn)展，在不太惡劣的大氣環(huán)境中得到了一些應(yīng)用，但是相較于溶劑型防腐涂料，水性防腐涂料的防腐性能有著較大的差距，其根本原因是水性防腐涂料在施工過程中有著嚴(yán)重的“閃銹”現(xiàn)象，即使加入一些亞硝酸鈉、鉬酸鈉類防閃銹劑，該問題也得不到明顯的改善。“閃銹”產(chǎn)生的原因有以下兩方面，第一是水性防腐涂料中的水分揮發(fā)速度較慢，導(dǎo)

致了腐蝕介質(zhì)水和氧氣在金屬表面與鐵離子發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，引起“閃銹”，屬于一種電化學(xué)現(xiàn)象。第二是金屬表面的銹蝕在前處理過程中很難被徹底清除，該銹蝕部分無法被水性涂料完全浸潤，慢慢浮現(xiàn)在漆膜表面而產(chǎn)生“閃銹”。閃銹的產(chǎn)生直接導(dǎo)致了防腐涂層與金屬基地之間的附著力非常差，從而大大降低了其防腐性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化碳基水性聚氨酯銹轉(zhuǎn)化樹脂及其制備方法，本發(fā)明提供的二氧化碳基水性聚氨酯銹轉(zhuǎn)化樹脂具有較好的防腐、銹轉(zhuǎn)化功能。

本發(fā)明提供了一種二氧化碳基水性銹轉(zhuǎn)化樹脂，以重量份計，包括：

優(yōu)選的，所述二氧化碳基二元醇的分子量為2000～5000g/mol，碳酸酯的質(zhì)量含量為41～60.8％。

優(yōu)選的，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述含有側(cè)鏈烷基二元醇選自新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述聚苯胺的數(shù)均分子量為3.5～4.2萬，粒徑為35～50微米。