单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料介绍

单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料介绍

1、反应原理

单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料(Moisture-curedPolyurethanes，简称MCU)是由含有羟基的大分子化合物(如聚醚树脂、聚酯树脂、环氧树脂、蓖麻油树脂)与过量的多异氰酸酯反应生成的芳香族或脂肪族异氰酸根端基的预聚物、溶剂(低水分含量)、颜料(化学活性和电化学颜料)、除水剂、助剂、催化剂(特别是脂肪族MCU)组成。单组分潮气固化型聚氨酯涂料施工后，通过预聚物中的—NCO与水反应生成脲键而固化成膜。这一反应分为两个阶段[5]：首先水与—NCO反应生成不稳定的氨基甲酸，随即分解为胺和二氧化碳；二氧化碳从涂膜中挥发，而胺继续与剩余的—NCO反应生成脲，这也就是潮气固化型聚氨酯涂料具有耐久性、耐腐蚀性、耐化学性和良好的保色性的道理。其具体反应过程如式(1)、式(2)、式(3)所示。

如图所示

潮气固化型聚氨酯的干燥时间取决于相对湿度和温度。因此在涂料固化时，需要既考虑湿度，又考虑温度，这意味着在较低温度下，空气中水较少，干燥速度会变慢，相反，在较高温度下，空气中水分较多，意味着更多的水与—NCO反应，反应速度将要加快，因此，在配方设计时，应预先考虑施工时的环境条件。

2、涂料特点

单组分潮气固化型聚氨酯防腐蚀涂料是防腐蚀涂料的重要品种，主要是由于它具有以下优势：

(1)施工简便，对底材处理要求不高，和其他单组分涂料不同的是，单组分聚氨酯无需工件表面干燥，即使工件表面有一层水膜也可完全固化。

(2)施工范围宽，一般零度以上、相对湿度在30%~98%均可施工，即使在冬天、雾天、甚至细雨天的潮湿基面上，也能够正常地施工干燥，施工后1~2h就可以达到涂膜触干，空气湿度越高，固化时间越短。

(3)潮气固化型聚氨酯涂料中含有大量的脲键、氨基甲酸酯键，因此涂膜的耐磨性较双组分聚氨酯更好，耐化学品性、耐特种润滑剂、防原子辐射性、耐水性、附着性和柔韧性优异。

(4)潮气固化型聚氨酯涂料既可作为面漆，又可作为底漆，对各种基材都有很好的表面容忍性和附着力。

(5)涂料具有优异的耐水性和耐化学品性，可以用于被浸湿的条件下，能够和阴极保护一起使用。

3、湿气直接固化聚氨酯涂料

该聚氨酯涂料是由聚氨酯预聚物加溶剂配制而成。为了能使涂膜顺利地固化，应先将预聚物进行预先扩链，以增加其相对分子质量。在配制好的涂料中含少量游离的—NCO基，它们可与空气中的水分反应而使涂膜交联固化。这种聚氨酯涂料的优点是使用方便，缺点是因含活泼的—NCO基，它易与空气中的水分反应，故储存期短，一般为1a左右。

4、烘干型封端聚氨酯涂料

封端聚氨酯是利用多异氰酸酯与酚类化合物反应形成氨基甲酸酯，其特点是加热可重新分解出—NCO。将它与大分子多元醇混合构成单组分涂料，在储存过程中稳定，烘烤时分解出的—NCO与—OH固化成膜。一般涂层固化成膜的烘烤温度大约为100~160℃。选择封端剂时应考虑脱封温度，通常可选用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等，另外，加入催化剂可降低脱封温度。常规情况下，脱封温度低的产品储存稳定性也差。

单组分聚氨酯涂料除了上面两种外，还有单组分湿气活化潜催化剂聚氨酯涂料、单组分催化湿气固化聚氨酯涂料、氧固化聚氨酯改性油等。