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聚氨酯防腐蚀涂料种类、特性及应用

来源:时间: 2021-08-25浏览:

  根据其组成和固化特性,聚氨酯防腐涂料可分为如下几大类:
  (1)氧固化型聚氨酯改性油涂料(单组分)
  又称氨酯油,是将常见的干性油与多元醇进行酯交换反应生成多元醇二酸酯,再与二异氰酸酯反应即得氨酯油。在其分子中不含异氰酸酯基,主要靠干性油中的不饱和双键,在钴、铅、锰等金属催干剂的作用下而氧化聚合成膜。其光泽、硬度及耐磨、耐水、耐油和耐化学腐蚀性能等均比醇酸树脂涂料好。但流平性差、涂膜耐候性不佳,户外使用易于泛黄、粉化。聚氨酯油的贮存稳定性好,有利于制造色漆,施工方便,价位也较低,一般用于室内木器家具、地板、水泥表面的涂装及船舶防腐蚀涂装。
  (2)湿固化型聚氨酯涂料(单组分)
  是由含有一NCO端基的预聚物组成。靠它与空气中的水分反应而固化成膜。其交联密度大,坚硬、耐磨、耐油、耐化学腐蚀,抗污染,又能在潮湿环境下施工,用于潮湿地区的建筑物和水泥、金属、砖石等物面的涂装,也可用作防止核辐射的保护涂层。
  (3)封闭型聚氨酯涂料(单组分)
  将二异氰酸酯加成物用苯酚等封闭后,再和适当的含羟基组分配制而成(一NCO基团被保护)。室温下可长期贮存,但因苯酚封闭的聚氨酯键不稳定,受热(130~170oC)即解封放出苯酚,其加成物便和含羟基组分反应而固化成膜,所以这种涂料也称为单组分热固型聚氨酯涂料。该涂膜的电绝缘性好,耐油、耐水、耐溶剂及化学品性能优良,附着力强。主要用于涂覆漆包线电绝缘涂料,也可作为轿车用聚氨酯烘漆。
  (4)催化固化型聚氨酯涂料(双组分)
  以异氰酸酯预聚物为A组分,催干剂为B组分,两者分开包装,使用时将两组分按比例混合均匀后即可施工,其固化机理与湿固化聚氨酯涂料相同,靠空气中水分使其固化交联。因为有催化剂的催化加速作用,固化速度更快,并不受潮气和温度的影响,在较低的温度下也能固化。涂膜具有附着力、耐磨性、耐水性和光泽性较好的特点。但不宜作为面漆。常用于木材、混凝土、石油化工设备等的涂装。
  (5)羟基固化型聚氨酯涂料(双组分)
  这类涂料主要是由含一NCO端基的异氰酸酯组分(A组分)和含一OH端基的羟基组分(B组分)构成的双组分涂料。既可室温固化,亦可低温烘烤固化,毒性小,涂膜的性能可以在广泛的范围内调整。在防腐蚀涂料中常用的A组分是由甲苯二异氰酸酯(TDI)和多元醇(如三羟甲基丙烷即TMP等)反应制成的加成物。常用的B组分有聚酯、聚醚、环氧、沥青、酚醛、丙烯酸(含羟基),以及其他含羟基的树脂。由此可知,B组分种类很多,结构各异,性能也各不相同。为满足各种涂膜性能上的要求,可对A、B组分进行选择。因此这类涂料可按预定目标配制成不同品种、不同性能和各种用途的漆膜。是聚氨酯涂料中在金属防腐方面综合性能好、品种多、产量大、用途广、有发展前途的种类。
  ①聚酯多元醇固化聚氨酯涂料:漆膜具有良好的耐候性、耐溶剂性、耐化学腐蚀及耐油性,但由于酯基易水解,耐水性有限。可用作耐油、耐酸、耐化学腐蚀的涂料,适用于化工环境以及船舶成品油舱涂料等。
  ②聚醚多元醇固化聚氨酯涂料:成本低,耐水、耐碱性能均优于聚酯型,对周期性湿、热、氯、氨的作用很少受到影响,耐腐蚀性能优于聚酯型。但因含有醚键,不耐紫外线,易于粉化和失去光泽。适用于作室内耐化学腐蚀及耐油料等场合。若加入铝粉、云母氧化铁等配成磁漆,也可用于化工大气防腐。
  ③聚氨酯/醇酸树脂防腐涂料:是以蓖麻油改性醇酸树脂为羟基组分,TDI/TMP加成物为固化剂的双组分涂料。用于湿热地区及化工环境的混凝土构筑物、钢结构及设备保护。
  ④聚氨酯/环氧树脂防腐涂料:兼有聚氨酯、环氧的特性。具有优良的耐化学介质腐蚀性能,对非氧化性无机酸、碱、盐及水的侵蚀有很好的抵抗力,不被汽油和溶胶溶胀,耐磨性、耐热性及耐水性超过乙烯类涂料,耐碱性与环氧涂料相当,短期内耐水性比环氧好。适用于尿素造粒塔、油罐等的防腐涂装。
  ⑤聚氨酯/沥青防腐涂料:含有异氰酸酯的醚油预聚物与煤焦沥青溶液拼用而成,其性能稍优于环氧沥青防腐涂料,具有优异的耐水、抗渗和耐蚀性,但耐碱性较差,户外使用易龟裂,宜做水下、海洋和石油化工贮罐内壁防腐涂料,还可用于涂装高压水管内壁和水闸装置等。因其固化快,特别适于寒冷地区施工和冬季施工。
  ⑥聚氨酯/羟基丙烯酸类树脂改性涂料:是一种户外防护涂料,具有很好的户外耐候、保色、保光性,又耐化学腐蚀及抗污。与聚酯多元醇相比,羟基丙烯酸树脂中羟基的含量较低,异氰酸酯的耗用量较少,此时交联密度虽低,但其物理机械性能却仍很好。若选用不同结构的丙烯酸类单体,调节共聚物的相对分子质量及羟基含量,就能广泛地改变涂膜的柔韧性和交联密度,从而可制得满足各种特殊要求的涂料。涂膜干得快,不沾尘,可进行流水作业,提高劳动生产率。含羟基丙烯酸树脂改性聚氨酯涂料的应用范围很广,如汽车工业、建筑工业(外墙涂料)、石油及化学工业(如海上钻井平台的上层结构面漆)等。可涂覆于钢、铝、砖石建筑的表面,如贮槽、钢结构件、金属管件及汽车等,也可使用于家电、轻工等方面。
  ⑦聚氨酯/氯醋共聚物防腐涂料:由聚氨酯加成物与VAGH(氯乙烯一乙酸乙烯一乙烯醇三元共聚物)拼用而得,VAGH经与异氰酸基交联后,由热塑性转变为热固性,提高了涂层的耐蚀、耐热性及强度。此涂料固化快,耐盐、碱性突出,曾用于小联碱设备防腐和青藏铁路盐碱冻土地带桥墩的防腐。
  (6)聚氨酯粉末涂料
  现已开发出多种类聚氨酯粉末涂料,涂膜除具有优良的防腐性能和物理机械性能外,还具有耐磨、耐划痕、耐溶剂及涂膜色泽光亮等特性。现主要用于钢板框架、铝制品、汽车、农机、自行车、建筑机械、家用电器方面的涂装。
  随着新型异氰酸酯原料和新型氢化物的不断出现,以及制备工艺的改进,聚氨酯涂料品种将不断增加,以满足各种苛刻的使用要求。

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