[发明专利]一种聚氨酯金属防腐涂层的制备

说明书

本发明公开了一种聚氨酯金属防腐涂层的制备方法,其主要原料配方如下：多元醇，异氰酸酯，扩链剂，交联剂，丙烯酸，磷酸锌。该方法在利用后扩链的方法合成聚氨酯的过程中，添加甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，利用HEMA中的羟基与体系的异氰酸酯发生反应，在成盐后的乳液中加入丙烯酸异辛酯使其与HEMA反应，体系交联密度上升；同时引入双丙酮丙烯酰胺(DAAM)，与碳碳双键进行交联反应，调节PH值至7‑8，利用酰肼反应，加入己二酸二酰肼(ADH)，通过DAAM的酮羰基与ADH的胺基中的氢反应，使其交联成致密网络，得到的聚氨酯膜具有超疏水表面和防腐性能。与传统的聚氨酯涂层相比，该涂层附着牢固度提升10倍；在5％氯化钠溶液中浸泡30天，涂层保存完好。

技术领域

本发明涉及防腐的聚氨酯金属涂层的制备方法。

背景技术

金属等材质的构件的表面需要涂覆具有防腐等作用的涂层以对构件进行保护，延长构件的使用年限，金属的腐蚀是金属受环境介质的电化学或化学作用而发生破坏的现象。CN105418870A公开了一种丙烯酸复合改性水性聚氨酯乳液及其制备方法，通过添加丙烯酸来提高体系的交联密度，但力学性能与防腐性能不好；CN101914343A公开了一种用有机硅氧烷改性的水性聚氨酯涂层，涂层的吸水率在24h时低于10％，但是其附着力力学性能较差；CN102786687A公开了一种复合改性的水性聚氨酯膜及其制备方法,采用环氧树脂、丙烯酸醋等对聚氨酯树脂进行复合改性,由环氧树脂改性的水性聚氨酯树脂制备的涂料在成膜过程中交联密度高、其预聚物粘度过小，分子量低，疏水性较差，因此应用十分受限制。由于金属制品使用的广泛性，许多金属制品长期经受摩擦考验，如不涂覆防腐涂料，金属腐蚀及摩擦的使用环境使得金属制品使用寿命大大降低，涂覆防腐涂料可以减少腐蚀产生，但现有的金属防腐涂料的防腐性能较差。

本发明在利用后扩链的方法合成聚氨酯的过程中，添加甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，利用HEMA中的羟基与体系的异氰酸酯发生反应，在成盐后的乳液中加入丙烯酸异辛酯使其与HEMA反应，体系交联密度上升；同时引入双丙酮丙烯酰胺(DAAM)，与碳碳双键进行交联反应，调节PH值至7-8，利用酰肼反应，加入己二酸二酰肼(ADH)，通过DAAM的酮羰基与ADH的胺基中的氢反应，使其交联成致密网络，得到的聚氨酯膜具有超疏水表面和防腐性能。与传统的聚氨酯涂层相比，该涂层附着牢固度提升10倍；在5％氯化钠溶液中浸泡30天，涂层保存完好。

发明内容

针对现金属防腐涂层对金属基体附着力低，难以形成致密涂层的缺陷，本发明提出一种聚氨酯金属防腐涂层的制备方法，显著提高了涂料对于金属的附着力高，涂层致密均匀，防腐性能优异。

一种聚氨酯金属防腐涂层的制备方法，包括如下步骤；

（1）聚氨酯乳液的制备：

在一个装有搅拌器，温度计和回流冷凝管的三颈瓶中，将多元醇，二异氰酸酯，催化剂（有机锡类）按质量比3-5：70-100：30-60：2-4加料，其制备过程为加入多元醇后，在机械搅拌的情况下缓慢升温至50°C-60°C，反应30min-50min,将二异氰酸酯和催化剂（有机锡类）缓慢滴入反应液中；

将反应体系升温至88°C-95°C，反应2h-3h，将反应体系降温至65°C-80°C，将亲水扩链剂2，2-二羟基丙酸（DMPA）加入反应体系，扩链反应3h-5h；将反应再降温至40°C-50℃，加入甲基丙烯酸羟乙酯进一步交联2-3h，降温至30℃，滴加与DMPA等摩尔量的三乙胺（TEA），中和预聚体链中的-COOH，搅拌30min-40min；

按与甲基丙烯酸羟乙酯比例为15-25：10-25加入丙烯酸异辛酯，继续反应2h;在30℃时，按质量比为3-5：10-13加入去离子水，高速搅拌得到聚氨酯分散体，随后采用匀速滴加的方式将总质量2%-5%的后扩链溶液加入分散体系中，高速搅拌使其进行充分的后扩链反应直至得到均一稳定的乳液后升温至50℃，加入双丙酮丙烯酰胺(DAAM)，调节体系PH值为7-8，按与双丙酮丙烯酰胺比例为5-10：3-5加入己二酸二酰肼(ADH)，在实验过程中可添加适量的甲基乙基酮来降低体系黏度，使反应更加充分；