[发明专利]一种纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料及其制备方法。 

(二)背景技术

金属腐蚀占据材料腐蚀中的绝大多数，给国民经济造成巨大的损失。采用涂料对金属和非金属材料进行腐蚀防护是最经济、实用和有效的方法。涂层技术具有涂装施工方便、适用范围广阔、维修补涂方便、耐蚀性好以及可赋予材料表面多种功能性等优点，在金属和非金属材料表面防护中得到了广泛应用。传统涂料涂装技术由于组分中易挥发有机溶剂向大气排放环境污染的问题而受到限制，涂料的污染和毒性问题也越来越受到重视，各国及相关国际组织相继出台了环境保护的法律法规，促使涂料技术向省资源、省能源、无污染方向发展。 

镁合金化学性质活泼，自腐蚀电位(-2.37V)低，在氯化钠溶液中，由于负差数效应影响，析氢腐蚀反而随着阳极(镁合金)的极化进一步加深。一般涂料(如富锌涂料)用于其表面防护时，往往起不到保护效果，反而使镁合金的电化学腐蚀加剧，因为在金属结构材料中，镁合金腐蚀电位最低，常常作为阳极，而涂料中的成分(如锌粉)作为阴极，构成电化学腐蚀，所以起不到保护效果或保护效果不明显。 

(三)发明内容

为了解决现有有机涂料使用时存在有机溶剂含量多造成环境污染危害大和危害施工人员健康，以及现有有机涂料不能满足有色金属(如镁合金)的腐蚀防护对涂料的高要求等问题，本发明提供一种有机溶剂含量低、 环境危害小、满足特殊金属(镁合金等)表面防腐蚀的纳米改性高固体分有机涂料(其固体份≥75％)。 

本发明采用的技术方案是： 

一种纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料，主要由质量组成如下的原料制成： 

羟基聚酯树脂          100份 

异氰酸酯固化剂        30～40份 

环氧树脂              10～25份 

纳米级片状金属粉      60～90份； 

制备所述纳米级片状金属粉的原料为下列金属中的一种或多种：铝、锌。上述原料为制备纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料的主要原料，未包括过程中添加的添加剂和有机溶剂，添加剂和有机溶剂种类及用量本领域技术人员可根据常识进行选择。本发明关键在于在涂料组分中添加纳米级片状金属粉对涂料进行改性，所用羟基聚酯树脂、异氰酸酯固化剂、环氧树脂为本领域常规用于防腐涂料的原料种类，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，其中环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂。 

具体的，所述纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料由质量组成如下的原料制成： 

羟基聚酯树脂             100份 

异氰酸酯固化剂           30～40份 

环氧树脂                 10～25份 

纳米级片状金属粉         60～90份 

添加剂                   10～35份 

有机溶剂          10～50份 

所述添加剂为下列之一或其中两种以上的混合物：氧化铝、氧化钛； 

所述有机溶剂为常规用于制备防腐涂料的有机溶剂，具体可为下列之一或其中两种以上的混合物：乙酸丁酯、二甲苯，优选为乙酸丁酯、二甲苯体积比1∶0.5～2的混合溶剂。 

未加纳米级片状复合填料的聚氨酯涂层虽然具有优越的耐腐蚀、耐磨性能，但其作为有机涂层不可避免的存在微观结构孔隙和涂装过程留下的孔隙，导致耐腐蚀抗渗透性能降低；同时，作为结构金属表面涂层，聚氨酯涂层虽然具有较好的韧性、与基体的优越附着力，但存在力学性能(包括硬度、强度等)不足等缺陷。而纳米级片状复合填料(包含金属粉、添加剂等)能组成数十层甚至数百层的搭叠结构，有效地发挥了屏蔽阻挡提高耐腐蚀抗渗透和强化涂层力学性能作用，因此考虑在聚氨酯涂料中添加由混合金属粉及添加剂等组成的纳米级片状复合填料。 

优选的，所述纳米改性高固分聚氨酯防腐涂料由质量组成如下的原料制成： 

羟基聚酯树脂          100份 

异氰酸酯固化剂        30～40份 

环氧树脂              15～25份 

纳米级片状金属粉      75～90份 

添加剂                25～35份 

有机溶剂              10～30份。