耐高温、耐老化型低voc聚氨酯防腐涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 耐高温、耐老化型低voc聚氨酯防腐涂料及其制备方法 (High-temperature-resistant aging-resistant low-VOC (volatile organic compound) polyurethane anticorrosive paint and preparation method thereof ) 是由 周学军 于 2021-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于涂料技术领域。一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料,包括质量比为为10-15:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂15-30份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂15-20份、聚酯多元醇1-5份、填料1-20份、分散剂0.1-3份、有机溶剂20-30份、助剂0.1-3份；乙组分为固化剂。本发明涂料VOC含量低,成膜性能好,漆膜具有良好的韧性、基材附着力、机械性能、耐化学品性能和耐高温性能,高温条件下漆膜不易开裂起泡,拉伸强度高,抗冲击性能好。(The invention belongs to the technical field of coatings. A high-temperature-resistant and aging-resistant low-VOC polyurethane anticorrosive paint comprises a component A and a component B, wherein the mass ratio of the component A to the component B is 10-15: 1; the component A comprises the following components in parts by mass: 15-30 parts of high chlorinated polyethylene resin, 15-20 parts of fluorine-containing acrylate modified polyurethane resin, 1-5 parts of polyester polyol, 1-20 parts of filler, 0.1-3 parts of dispersant, 20-30 parts of organic solvent and 0.1-3 parts of auxiliary agent; the component B is a curing agent. The paint disclosed by the invention is low in VOC content and good in film forming performance, a paint film has good toughness, substrate adhesion, mechanical performance, chemical resistance and high temperature resistance, the paint film is not easy to crack and bubble under a high-temperature condition, the tensile strength is high, and the impact resistance is good.)
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料及其制备方法。
背景技术
金属结构暴露在环境中，受各种腐蚀因素的影响，金属结构腐蚀会造成巨大的经济损失。现有的防腐涂料中，聚氨酯防腐涂料应用最为广泛，其具有良好的附着力、疏水性、高光泽度、较好的机械性能和适宜的生物相容性，但聚氨酯防腐涂料存在着热稳定性差、耐水性差等缺点，在贮存和运输过程中易被热、光、空气和水影响，导致聚合物降解，涂膜变色、发脆，机械性能下降。因此，需要一种可耐高温、耐老化，同时VOC含量低，满足环保要求的聚氨酯防腐涂料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，该涂料VOC含量低，成膜性能好，漆膜具有良好的韧性、基材附着力、机械性能、耐化学品性能和耐高温性能，高温条件下漆膜不易开裂起泡，拉伸强度高，抗冲击性能好。
本发明的技术方案如下：
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10-15:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂15-30份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂15-20份、聚酯多元醇1-5份、填料1-20份、分散剂0.1-3份、有机溶剂20-30份、助剂0.1-3份；乙组分为固化剂。
进一步的，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与羟基新戊酸新戊二醇单酯缩合而成。羟基新戊酸新戊二醇单酯具有良好的热稳定性、抗水解性、抗氧化性和分子结构柔性，由其支撑点聚酯多元醇对涂料具有良好的增韧作用，可提高漆膜的柔韧性、耐候性、耐光氧老化性、抗温变性能和抗冲击性能。
进一步的，所述填料为氮化硼、磷酸铝铬和氧化锆。氮化硼可提高漆膜的热稳定性、耐水性和抗氧化性。磷酸铝铬可提高漆膜的致密性、机械强度和抗刮耐磨性能。氧化锆可提高漆膜的交联强度，从而提高漆膜的硬度和力学性能。三者膨胀系数低，可减少温度变化时涂料体积收缩量，提高漆膜的耐高温性能和抗老化性能。
进一步的，所述分散剂为马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物。马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物可吸附于填料表面成膜，防止填料团聚，降低表面张力，提高填料的分散性能。同时可降低涂料粘度，提高涂料的成膜性能，提高漆膜柔韧性和基材附着力。
进一步的，所述溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯中的至少一种。溶剂毒性低，VOC含量低。
进一步的，所述固化剂为无溶剂异氰酸酯，VOC含量低。异氰酸酯与聚酯多元醇交联固化可增韧漆膜，提高漆膜的基材附着力、弹性和致密性，从而提高漆膜的耐高温性能。
进一步的，所述助剂包括以下组分中的至少一种：消泡剂、防腐剂、成膜助剂、流平剂。
进一步的，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述成膜助剂为醇酯十二；流平剂为有机硅改性聚硅氧烷。
一种所述的耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将助剂、分散剂、聚酯多元醇和有机溶剂混合，300-500r/min搅拌15-30min；加入填料，1500-3000r/min搅拌均匀；加入高氯化聚乙烯树脂和含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂，300-500r/min搅拌15-30min即得甲组分。
本发明具有如下有益效果：
含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂具有良好的基材附着力、耐候性、耐化学品性和耐磨性。高氯化聚乙烯树脂成膜性能好，固化速度快，漆膜具有良好的防腐蚀性、防水性、耐油性、耐候性和抗温变性能。二者作为涂料的成膜物质，可提高漆膜的机械性能、耐化学品性能、耐高温性能和耐老化性能。聚酯多元醇的添加，提高了涂料的成膜性能，提高了漆膜的基材附着力、柔韧性和致密性，进一步提高了漆膜的耐高温性能和耐老化性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂15份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂20份、聚酯多元醇5份、氮化硼5份、磷酸铝铬8份、氧化锆3份、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯；
其中，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与羟基新戊酸新戊二醇单酯缩合而成。
实施例2
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂15份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂20份、聚酯多元醇5份、氧化锆8份、磷酸铝铬8份、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯；
其中，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与羟基新戊酸新戊二醇单酯缩合而成。
实施例3
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂15份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂20份、聚酯多元醇5份、氮化硼5份、磷酸铝铬8份、氧化锆3份、聚乙烯吡咯烷酮3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯；
其中，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与丁二醇缩合而成。
对比例1
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂35份、聚酯多元醇5份、氮化硼5份、磷酸铝铬8份、氧化锆3份、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯；
其中，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与羟基新戊酸新戊二醇单酯缩合而成。
对比例2
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂35份、聚酯多元醇5份、氮化硼5份、磷酸铝铬8份、氧化锆3份、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯；
其中，所述聚酯多元醇由六氢邻苯二甲酸酐与羟基新戊酸新戊二醇单酯缩合而成。
对比例3
一种耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料，包括质量比为为10:1的甲组分和乙组分；甲组分包括以下按质量份数计算的组分：高氯化聚乙烯树脂20份、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂20份、氮化硼5份、磷酸铝铬8份、氧化锆3份、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物3份、碳酸二甲酯20份、聚醚改性聚硅氧烷0.1份；乙组分为无溶剂异氰酸酯。
一种所述的耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将助剂、分散剂、聚酯多元醇和有机溶剂混合，300r/min搅拌30min；加入填料，1500r/min搅拌均匀；加入高氯化聚乙烯树脂和含氟丙烯酸酯改性聚氨酯树脂，300r/min搅拌30min即得甲组分。
测试本发明耐高温、耐老化型低VOC聚氨酯防腐涂料实施例1-3和对比例1-3的各项性能，甲乙组分混合后施用，将等量样品涂布于表面经除油、打磨处理的低碳钢板上，室温放置7d后测试其各项性能，测试结果见下表：
测试项目
测试标准
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
对比例2
对比例3
附着力/级
GB/T 5210-2006
0
0
0
1
1
1
柔韧性/mm
GB/T 1731-1993
1
1
1
2
1
2
耐热性/h（220℃）
/
6000
5500
5800
5000
5000
5500
铅笔硬度
GB/T 6739-2006
5H
6H
6H
6H
2H
4H
耐老化性(3000h)
漆膜状态
漆膜正常
漆膜正常
漆膜正常
轻微开裂
开裂、起泡
漆膜正常
耐酸性盐雾/h
GB/T T1771-91
4500
4300
4200
3000
2500
3500
盐雾测试后附着力/级
GB/T 5210-2006
0
0
1
2
3
2
可见，本发明涂料具有良好的基材附着力、柔韧性、耐热性、耐老化性和耐酸性盐雾性。
本发明涂料VOC含量低，成膜性能好，漆膜具有良好的韧性、基材附着力、机械性能、耐化学品性能和耐高温性能，高温条件下漆膜不易开裂起泡，拉伸强度高，抗冲击性能好。
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