[发明专利]一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂及其制备方法与应用。制备方法包括：(1)将聚合二元醇和羧酸型亲水二元醇混合均匀，然后加入二异氰酸酯和催化剂，以溶剂作为反应介质，55～85℃反应2～3小时，得到混合产物Ⅰ；(2)降温至50～70℃，向混合产物Ⅰ中加入环糊精或其衍生物，反应6～7小时后，降温至25～40℃，中和，得到混合产物Ⅱ；(3)向混合产物Ⅱ中加入水进行乳化，加入缓蚀剂混合均匀，除去溶剂，得到耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂。本发明制得树脂结构中含环糊精，可提高油性缓蚀剂在水中的溶解度、化合物的生物利用度、机械性能和稳定性，环保，作为水性防腐涂料和胶粘剂的基础树脂，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂及其制备方法与应用。

背景技术

腐蚀给人类造成的损失是惊人的，其中铜及合金在腐蚀性介质中很容易受到腐蚀，每年因腐蚀给全球造成巨大的经济损失，因此大力发展防腐蚀技术已成为减少腐蚀损失、推进资源节约的迫切需要。在众多耐腐蚀方法中，涂层防护是常用的防护手段。

由于目前人们环保意识的提高和各国法律法规对挥发性有机物质(VOC)、有害空气污染物(HAPs)的控制日益严格，溶剂型聚氨酯逐渐被水性聚氨酯所取代。水性超分子聚氨酯树脂，是以水替代有机溶剂分散介质的新型聚氨酯体系。聚氨酯防腐涂料是继其他防腐涂料之后的最通用的涂料品种，其用量仅次于醇酸树脂涂料。水性聚氨酯由于具有优良的物理性能和优异的耐强酸、耐强碱、耐老化、耐盐水等化学性能，在水性防腐涂料领域得到迅速发展。但在水性聚氨酯制备过程中，由于亲水基团的引入，导致其耐水性降低，相比于溶剂型聚氨酯交联密度低，不利于阻挡腐蚀性因子进入基材内部，因此研究者通过各种方法对其进行改性。在2015年，中国专利(CN105505164A)公开了一种耐腐蚀高附着力的水性聚氨酯涂料，但是所加原料较为复杂，从而影响其应用领域。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂，该水性超分子树脂稳定性好、对人体和环境无害。

本发明的另一目的在于提供上述一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种耐腐蚀水性超分子聚氨酯树脂，具有如式1所示的结构式：

其中，n值指单取代环糊精或其衍生物上不饱和键的重复单元数，取值范围为8～10。

R₁选自-OCH₃、-OH和-OCH₂CH(CH₃)CH₂OH中的一种。

R₂选自α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)中的一种；所述环糊精分子式如式2所示，其中α-CD、β-CD和γ-CD分子式中对应m值分别为6、7和8，

R₃相同或不同地选自中的一种或几种；其中，波浪线表示与式1结构式中亚氨基的连接位置。

R₄选自聚合二元醇；相同或不同地选自聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚ε-己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇和聚己二酸乙二醇酯二元醇中的一种或几种。

R₅相同或不同地选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和二羟基丁二酸中的一种或几种。

R₆相同或不同地选自三乙胺、三丙胺、三乙醇胺、二乙烯三胺和二甲基乙醇胺中的一种或几种。