材料與環境反應而引起的材料的破壞和變質,稱為腐蝕兩句。腐蝕過程是熱力學自發過程,是不可逆轉的。生活中很多物體都會產和腐蝕,特別是金屬。
防止金屬腐蝕的方法很多,如金屬選材、陰極保護、采用金屬保護層、采用緩蝕劑及采用防腐涂料等。在所有的防腐措施中,采用防腐蝕涂料是應用最廣泛、最經濟、最方便的一種方法。
聚氨酯為成膜物質而配成的聚氨酯防腐涂料具有優良的耐化學腐蝕性、抗滲透性、耐磨性、堅韌性以及強的附著力等特性的原因是聚氨酯(Polyurethane)是由多異氰酸酯(含—NCO)和大分子多元醇(含—OH)聚合而成的樹脂。在聚氨酯大分子中由于存在大量的氫鍵,分子間作用力大,大分子鏈對多數化學物質穩定,而且在聚氨酯大分子中可變化的因素很多,可以根據不同的實際情況進行分子設計和結構調整,使其能更好地滿足實際需要。較其他涂料而言,因聚氨酯涂料優異的性能,從而奠定了它在防腐蝕涂料領域中極其重要的地位。
影響聚氨酯防腐蝕涂料施工及涂膜性能的因素
聚氨酯防腐蝕涂料的配方及施工對于發揮防腐蝕涂料的功能是非常重要的。防腐蝕涂料的失效主要是由于涂料配方設計不當、基材表面處理。施工或具體操作的不當引起的。
1.顏料和其他涂料組分的影響
聚氨酯反應對部分顏料可能有催化的功能,因此某些顏料不能在聚氨酯涂料中使用。例如,氧化鋅顏料將某種程度縮短涂料的施工期限。有些有機原料或顏料也可能作為催化劑或反應物阻礙反應。有些顏料特別是表面處理過的顏料可能會和金屬催化劑作用。
2.溶劑的影響
聚氨酯在非極性溶劑中的反應速度要快于非極性溶劑,因此制造聚氨酯涂料可以通過利用非極性溶劑提高反應速度,而在最終產品里極性溶劑的使用可以使施工期限延長。聚氨酯涂料(雙組分或潮氣固化型)對溶劑體系非常敏感。異氰酸酯很容易與胺、羥基與其他活性氫化合物反應,溶劑應嚴禁含有上述基團,避免采用醇溶劑(特別是伯醇,其活性氫的反應活性要強于仲醇和叔醇)和二元醚醇溶劑。
聚氨酯防腐涂料通常是通過一定的化學反應在基材上成膜和硫化交聯的,因此聚氨酯防腐涂料屬于反應型涂料,它主要分為單組分潮氣固化型防腐蝕涂料、雙組分聚氨酯防腐蝕涂料、聚氨酯粉末涂料等。利用聚氨酯涂料進行防腐蝕,就需要清楚了解哪種聚氨酯適用于哪種行業。
聚氨酯防腐蝕涂料的種類如下:
1單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料
該聚氨酯涂料是由聚氨酯預聚物加溶劑配制而成。為了能使涂膜順利地固化,應先將預聚物進行預先擴鏈,以增加其相對分子質量。在配制好的涂料中含少量游離的—NCO基,它們可與空氣中的水分反應而使涂膜交聯固化。這種聚氨酯涂料的優點是使用方便,缺點是因含活潑的—NCO基,它易與空氣中的水分反應,故儲存期短,一般為1a左右
涂料特點
單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料是防腐蝕涂料的重要品種,主要是由于它具有以下優勢:
(1)施工范圍寬,一般零度以上、相對濕度在30%~98%均可施工,即使在冬天、霧天、甚至細雨天的潮濕基面上,也能夠正常地施工干燥,施工后1~2h就可以達到涂膜觸干,空氣濕度越高,固化時間越短。
(2)施工簡便,對底材處理要求不高,和其他單組分涂料不同的是,單組分聚氨酯無需工件表面干燥,即使工件表面有一層水膜也可完全固化。
(3)潮氣固化型聚氨酯涂料中含有大量的脲鍵、氨基甲酸酯鍵,因此涂膜的耐磨性較雙組分聚氨酯更好,耐化學品性、耐特種潤滑劑、防原子輻射性、耐水性、附著性和柔韌性優異。
(4)涂料具有優異的耐水性和耐化學品性,可以用于被浸濕的條件下,能夠和陰極保護一起使用。
2.烘干型封端聚氨酯涂料
封端聚氨酯特點是加熱可重新分解出—NCO。它是利用多異氰酸酯與酚類化合物反應形成氨基甲酸酯,將它與大分子多元醇混合構成單組分涂料,在儲存過程中穩定,烘烤時分解出的—NCO與—OH固化成膜。一般涂層固化成膜的烘烤溫度大約為100~160℃。選擇封端劑時應考慮脫封溫度,通??蛇x用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等,另外,加入催化劑可降低脫封溫度。常規情況下,脫封溫度低的產品儲存穩定性也差。
3.濕氣直接固化聚氨酯涂料
潮氣固化型聚氨酯涂料既可作為面漆,又可作為底漆,對各種基材都有很好的表面容忍性和附著力。
該聚氨酯涂料是由聚氨酯預聚物加溶劑配制而成。這種聚氨酯涂料的優點是使用方便,缺點是因含活潑的—NCO基,它易與空氣中的水分反應,故儲存期短,一般為1a左右。為了能使涂膜順利地固化,應先將預聚物進行預先擴鏈,以增加其相對分子質量。在配制好的涂料中含少量游離的—NCO基,它們可與空氣中的水分反應而使涂膜交聯固化。
單組分聚氨酯涂料除了上面提到的以外,還有單組分濕氣活化潛催化劑聚氨酯涂料、單組分催化濕氣固化聚氨酯涂料、氧固化聚氨酯改性油等。
聚氨酯防腐涂料前景
其實聚氨酯防腐涂料的種類還是有很多的,目前國內很多聚氨酯企業也在爭相研發應用于防腐行業的新型聚氨酯,比較成功的有河本公司的水性聚氨酯。
相信隨著科技的發展,聚氨酯在防腐行業將有更大的發展空間。
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