水性单组份聚氨酯防腐蚀涂料_Bayhydrol UH245

上海涂料6

第 50 卷

上海涂料

SHANGHAI COATINGS 第 50 卷第 1 期2012 年 1 月Vol. 50 No. 1

Jan. 2012[收稿日期] 2011-10-30

水性单组分聚氨酯防腐蚀涂料的研制

朱德勇1，2 张之涵2

（1.上海交通大学 材料科学与工程学院，200240；2.拜耳材料科技（中国）有限公司，上海 201206）

摘 要：采用拜耳公司水性聚氨酯改性乳液为基料，配用防锈颜料及相关助剂，开发了水性防腐蚀涂料，该产品具有优异的耐盐雾性和早期耐水性。对涂料配方的主要组分进行了分析。

关键词：水性涂料；防腐底漆；聚氨酯分散体；防锈颜料；耐盐雾性

中图分类号：TQ 630.7 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2012）01-0006-04

0 引言

金属广泛用于工程机械、汽车、生活消费品等各个领域，但腐蚀无处不在，严重影响了其使用寿命和外观。目前保护金属的方法很多，如电化学保护法等。防腐涂料因其施工方便、经济、防腐蚀效果好，同时具有一定的装饰性而被广泛应用［1］。传统的溶剂型防腐涂料取得了良好的应用效果，但其含有

大量挥发性有机化合物（VOC），污染环境，同时溶剂型涂料易燃、易爆，在生产、运输、贮存过程中需要按危险品来处理，增加了额外费用。随着经济的发展，人们环保观念的不断增强，水性防腐蚀涂料的地位和市场份额将会逐步增长。

一方面随着水性树脂合成技术的不断创新，水性防腐蚀涂料的性能明显提高；另一方面新型无公害防锈颜料不断推出，如改性磷酸锌、三聚磷酸铝、

3 结语

（1） 通过试验选择了有良好相溶性的J3#

和J7#

2种聚天门冬氨酸酯树脂和羟基丙烯酸树脂组合作为基料树脂。

（2） 通过增大聚天门冬氨酸酯树脂与羟基丙烯

酸树脂组分的比例可提高干燥速度，确定了适宜实际施工的比例。

（3） 以聚天门冬氨酸酯树脂与羟基丙烯酸树脂混合体系所制得的快干型聚氨酯涂料在曹妃甸1号桥潮差区进行了涂装实验，施工工艺和涂膜性能完全满足要求。

Preparation of Quick-Drying Acrylic Polyurethane Top Coat

SHANG Han-zhang 1，BAI Hua-dong 1，FENG Gang 1，LIU Wei 1，XU Yong-xiang 1，ZHANG Liang 1， SUN Guo-liang 2，

CHEN Lei 2（1.Beijing BIAM New Material Technical Engineering Co.，Ltd.，100095，China ；2.Tangshan Caofeidian Development Investment Group Co.，Ltd.，063200，China ）

Abstract ：A quick-drying acrylic polyurethane top coat was prepared with J3# and J7# polyaspartic ester resin as the binder resin composition using the miscibility experiment，and the appropriate formula for actual construction was determined. Its application period is long and the drying speed is high. In addition，the top coat can fully meet the requirements of construction technology in tidal range area. The top coat has been used on the surface of concrete structure of No.1 Bridge in Caofeidian.

Key Words ：hydroxyl acrylic resin ；polyaspartic ester resin ；quick-drying polyurethane top coat

第 1 期7

复合铁钛粉等，取代了传统的的红丹、铬酸盐等性能优异但含有重金属的防锈颜料。王凤英［2］采用两种纳米复合铁钛粉防锈颜料配合水性乳液，研制成防锈性能好的水性防锈涂料，并在大型设备上取得良好的应用效果。钟瓯等人［3］采用新型低相对分子质量的液态环氧树脂和有乳化作用的环氧固化剂，配合适宜的助剂、防锈颜料，研制成具有良好防腐性能的水性双组分环氧防腐蚀涂料，并在原油储罐中取得成功应用。

本文选用拜耳公司的水性聚氨酯分散体Bayhydrol UH245作为主要树脂，配用水性防锈颜料设计配方，测试了涂料产品的性能，并对配方作了详细分析。

1 试验部分

1.1 涂料配方

涂料配方见表1。

表1 水性聚氨酯防腐涂料（白色，底面合一漆）配方

Table 1 The formulation of waterborne PU anticorrosion

1.2 制备工艺

将树脂Bayhydrol UH245预先加入搅拌容器中并开动搅拌，在搅拌下依次加入缓蚀剂、消泡剂、润湿剂及去离子水后，缓慢加入三乙胺中和，这时体系的黏度会迅速上升。然后加入防锈颜料，高速分散（2 000 r/min）5~10 min，此时黏度会逐渐下降，再加入去离子水和三乙胺，黏度上升，加入颜填料，用砂磨机研磨至细度20~30 μm，最后加入消泡剂、增稠剂等其它助剂，搅拌10~20 min，出料，包装。

1.3 水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能测试

水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能指标见表2。

表2 水性单组分聚氨酯防腐涂料的性能指标

Table 2 The performance index of waterborne one component

注：0 = 无痕迹；1=实验印迹可见，漆膜仍坚硬；2=实验印迹可见，漆膜轻微变软；3=漆膜有轻微变化（起泡，起皱）；4=漆膜有明显的起泡、起皱现象；5=漆膜损坏。

2 结果与讨论

2.1 制备工艺

Bayhydrol UH245是一种碱中和后可以溶解于水和助溶剂（如乙二醇丁醚）中的聚氨酯改性树脂，其供货时中和度约50%。配漆时将中和剂分两次加入，防止一次加入时导致树脂黏度过高而无法生产；由于使用的防锈颜料偏弱酸性，加入后会与水中的有机胺反应导致体系黏度下降；涂料生产后，由于树脂中的酸性基团、颜料表面的酸性/碱性基团与有机胺反应需要一段时间，其黏度一般24 h后才能趋于稳定。

2.2 砂磨

与普通的丙烯酸乳液不同，Bayhydrol UH245具有良好的机械稳定性和颜料润湿性，因此可以与颜填料一起砂磨，这样就可以大大减少或不用分散剂，有利于提高涂层的耐水性和耐盐雾性。在实验过程

朱德勇，等：水性单组分聚氨酯防腐蚀涂料的研制