單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料介紹

1.反應原理

單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料(Moisture-curedPolyurethanes，簡稱MCU)是由含有羥基的大分子化合物(如聚醚樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、蓖麻油樹脂)與過量的多異氰酸酯反應生成的芳香族或脂肪族異氰酸根端基的預聚物、溶劑(低水分含量)、顏料(化學活性和電化學顏料)、除水劑、助劑、催化劑(特別是脂肪族MCU)組成。單組分潮氣固化型聚氨酯涂料施工后，通過預聚物中的—NCO與水反應生成脲鍵而固化成膜。這一反應分為兩個階段：首先水與—NCO反應生成不穩定的氨基甲酸，隨即分解為胺和二氧化碳；二氧化碳從涂膜中揮發，而胺繼續與剩余的—NCO反應生成脲，這也就是潮氣固化型聚氨酯涂料具有耐久性、耐腐蝕性、耐化學性和良好的保色性的道理。其具體反應過程如式(1)、式(2)、式(3)所示。如圖所示

潮氣固化型聚氨酯的干燥時間取決于相對濕度和溫度。因此在涂料固化時，需要既考慮濕度，又考慮溫度，這意味著在較低溫度下，空氣中水較少，干燥速度會變慢，相反，在較高溫度下，空氣中水分較多，意味著更多的水與—NCO反應，反應速度將要加快，因此，在配方設計時，應預先考慮施工時的環境條件。

2、涂料特點

單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料是防腐蝕涂料的重要品種，主要是由于它具有以下優勢：

(1)施工簡便，對底材處理要求不高，和其他單組分涂料不同的是，單組分聚氨酯無需工件表面干燥，即使工件表面有一層水膜也可完全固化。

(2)施工范圍寬，一般零度以上、霧天、甚至細雨天的潮濕基面上，也能夠正常地施工干燥，施工后1-2h就可以達到涂膜觸干，空氣濕度超高，固化時間越短。

(3)潮氣固化型聚氨酯涂料中含有大量的脲鍵、氨基甲酸酯鍵，因些涂膜的耐磨性較雙組分聚氨酯更好，耐化學品性、耐特種潤滑劑、防原子輻射性、耐水性、附著性和柔韌性優異。

(4)潮氣固化型聚氨酯涂料既可作為面漆，又可作為底漆，對各種基材都有很好的表面容忍性和附著力。

(5)涂料具有優異的耐水性和耐化學品性，可以用于被浸濕的條件下，能夠和陰極保護一起使用。

3、濕氣直接固化聚氨酯涂料

該聚氨酯涂料是由聚氨酯預聚物加溶劑配制而成。為了能使涂膜順利地固化，應先將預聚物時行預先擴鏈，以增加其相對分子質量。在配制好的涂料中含少量游離的—NCO基，它們可與空氣中的水分反應而使涂膜交聯固化。這種聚氨酯涂料的優點是使用方便。缺點是因含活潑的—NCO基，它易與空氣中的水分反應，故儲存期短，一般為1a左右。

4、烘干型封端聚氨酯涂料

封端聚氨酯是利用多異氰酸酯與酚類化合物反應形成氨基甲酸酯，其特點是加熱可重新分解出—NCO。將它與大分子多元醇混合構成單組分涂料，在儲存過程中穩定，燒烤時分解出的—NCO與—OH固化成膜。一般涂層固化成膜的燒烤溫度大約為100—160℃。選擇封端劑時應考慮脫封溫度，通常可選用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等，另外，加入催化劑可降低脫封溫度。常規情況下，脫封溫度低的產品儲存穩定性也差。

單組分聚氨酯涂料除了上面兩種外，還有單組分濕氣活化潛催化劑聚氨酯涂料、單組分催化濕氣固化聚氨酯涂料、氧固化聚氨酯改性油等。