[发明专利]一种金属用致密无孔涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属防腐涂料技术领域，尤其涉及一种金属用致密无孔涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯以其优异的抗疲劳韧性和抗磨蚀性已广泛用于矿山运输、混凝土搅拌机衬里等领域的干态抗磨蚀和泥沙湿态抗磨蚀涂层，随着聚氨酯物理性能和施工工艺的不断改进，聚氨酯弹性涂层在水利工程中用作水下混凝土、钢结构抗冲磨防护涂层也越来越频繁，并表现出良好的耐高低温韧性、抗疲劳性和耐气蚀磨损性能，取得了较好的效果，但也存在某些局限，例如，聚氨酯链上的亲水性—CH2OH基团易吸水，导致聚氨酯耐水性能下降，在水环境下严重影响聚氨酯涂层抗气蚀磨损性能和使用寿命；

目前关于提高水性聚氨酯耐水性的主要方法是在聚氨酯链上引入疏水结构和交联结构，其中所引入的疏水结构主要是含氟链段和含硅链段，但是含硅链段通常会降低聚氨酯涂层对基材的粘结性能，相对来说，氟元素价格昂贵，但由于含氟链段聚氨酯(FPU)兼具聚氨酯和含氟化合物的优点，表现出高强度、耐疲劳和高缓冲性能，耐水、耐溶剂和化学品性，较低的表面张力和低摩擦系数等，使得目前FPU的研究仍然成为热潮，而将氟、硅链段同时运用于聚氨酯涂料中，必将更大程度的改善其抗水性能，可以对水下工程金属材料起到很好的保护效果。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种金属用致密无孔涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种金属用致密无孔涂料，它是由下述重量份的原料组成的：

硅酸钾钠4-7、氯化石蜡10-17、十二烷基苯磺酸钠1-2、二苯基甲烷二异氰酸酯600-700、全氟烷基乙基醇340-370、聚四氢呋喃醚二醇450-490、1，4-丁二醇1-2、4-乙烯基环氧环己烷1.3-2、纳米二氧化硅90-100、甲醇2-3、双丙酮丙烯酰胺2-3、蒙脱石粉7-10、2，2-二羟甲基丙酸3-4、含氢硅油16-20、氯铂酸0.01-0.02。

一种所述的金属用致密无孔涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将4-乙烯基环氧环己烷加入到2-3倍甲苯中，加入氯铂酸，加热到40-45℃，滴加含氢硅油，滴加完毕后，在氮气保护下，继续加热10-12小时，减压蒸馏除去甲苯，得环氧改性硅油；

（2）将上述2，2-二羟甲基丙酸加入到3-5倍异丙醇中，搅拌均匀，加入硅酸钾钠，滴加浓度为95-98%的浓硫酸，调节PH为1-2，在60-70℃下保温反应2-3小时，加入纳米二氧化硅，搅拌均匀，抽滤，将滤饼用无水乙醇洗2-3次，真空干燥，得改性纳米二氧化硅；

（3）将上述改性纳米二氧化硅加入到16-20倍无水乙醇中，超声分散3-5分钟，升高温度为50-60℃，滴加环氧改性硅油，滴加完毕后在氮气保护下搅拌反应10-12小时，抽滤，将滤饼真空干燥，得硅油改性纳米粒子；

（4）将上述聚四氢呋喃醚二醇在80-90℃下真空脱水2-3小时；

（5）将全氟烷基乙基醇加入到2-3倍N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，为液a；

（6）将上述十二烷基苯磺酸钠加入到30-40倍去离子水中，搅拌均匀，加入氯化石蜡，在60-70℃下保温搅拌3-5分钟，得石蜡乳液；

（7）将蒙脱石粉在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却后与双丙酮丙烯酰胺混合，加入到1-2倍的60-70%的乙醇溶液中，搅拌混合30-40分钟，加入上述石蜡乳液，在70-80℃水浴中保温搅拌1-2小时，出料冷却，抽滤，将滤饼真空干燥，得改性蒙脱石粉；

（8）取上述二苯基甲烷二异氰酸酯重量的75-80%，加入到2.8-3倍的N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，升高温度为60-65℃，通入氮气，滴加上述液a，滴加完毕后在上述温度下保温反应2-3小时，加入脱水后的聚四氢呋喃醚二醇，搅拌反应50-60分钟，加入剩余的二苯基甲烷二异氰酸酯、1，4-丁二醇，升高温度为75-80℃，保温反应1.8-2小时，得聚氨酯预聚体；

（9）在上述聚氨酯预聚体中加入硅油改性纳米粒子、改性蒙脱石粉，升高温度为80-85℃，加入甲醇，超声分散20-30分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，冷却出料，得所述涂料。

本发明的优点是：

（1）本发明形成的涂膜具有良好的抗水性：

由于低表面能的氟碳链向材料表面迁移、并在表面形成微纳米级突起结构，这些突起的结构排列形成具有“荷叶疏水效应”的有机氟膜，从而使涂膜的耐水性增强；

（2）本发明形成的涂膜与金属基材具有良好的粘结性；