[发明专利]新型丙烯海松酸环氧噁唑烷酮/聚氨酯广谱性防腐涂料

说明书

本发明涉及单组分广谱性防腐涂料的生产技术。

以环氧树脂的仲羟基与多异氰酸酯交联反应制成聚氨酯涂料，具有优异的耐水性、耐溶剂、耐化学品性。产品广泛应用于涂装耐水设备或化工设备、封装设备、结构胶粘剂及作为航天材料的复合材料基体。但这类涂料存在许多缺点：(1)异氰酸酯固化环氧树脂漆基本是双组分体，即环氧树脂和溶剂一个组分，多异氰酸酯为一个组分。(2)多异氰酸固体环氧树脂漆的漆膜交联密度高，但对金属的附着力低，经弯曲易剥落。(3)漆膜比较脆且介电性能不足。(4)双组分漆使用不方便，短时间反应难以完全，涂膜交联难以达95％以上，游离的NCO含量高，对人体刺激污染较大。(5)环氧聚氨酯漆比一般漆的价格高，难以广泛应用。(6)涂膜耐高温性能不足且易泛黄。针对以上该系列涂料存在的缺点。本发明作了全面的改性，合成出系列新产品，性能显著提高。

本发明首先以廉价的松香为原料同丙烯酸(或马来酐)和系列牌号的环氧树脂合成出系列性能优异，较高软化点的新型环氧树脂。如丙烯海松酸环氧树脂(下称APMAE)、马来海松酸环氧树脂(下称MPMAE)。然后分别同系列新型的三聚体异氰酸型固化剂反应，最后制成单组分常温固化型广谱性防腐涂料，本品清漆为微黄色透明粘稠液，可调制成各种色漆。本系列涂料优点为：(1)固化后漆膜交联密度高、漆膜耐油、耐水、耐酸、耐碱、耐盐比传统环氧聚氨酯性能更好。(2)可耐≤300℃高温。(3)漆膜丰满、光亮、附着力强、硬度高，耐冲击力高、耐磨性特优。(4)为单组分漆，施工十分方便，游离NCO含量极低(≤0.2％)，符合国际标准。(5)漆膜的弹性可根据需要调节成分比例，可以从坚硬调整到柔韧性涂层(一般环氧聚氨酯难以实现)。(6)配方中主成份原料为廉价的高附着力、高光泽、高耐污性的松香，不仅产品质量提高而且成本降低25％。(7)产品可低温固化，可调制成各种色漆，用途十分广泛。

本发明制作过程分为三个阶段：1、丙烯海松酸环氧树脂(或马来海松酸环氧树脂)的制备：在定量的松香中加入丙烯酸(或马来酐)，纳米催化剂催化反应后，再同环氧树脂反应(环氧树脂系列牌号为E₄₄、E₄₂、E₂₀、E₅₅、D₁₇等)。

2、新型固化剂系列的制备：用定量的3.3-二甲基-1.3-丙二醇在混合溶剂中分别同系列二异氰酸酯(包括TDI、HDI、HMDD、PAPI、IPDI、TMDI、HIDH)在催化剂作用下反应，制得七种异氰酸型固化剂(本品均为水白色)。催化剂为(DBTDL和DABCO)混合物。

3、丙烯海松酸环氧/噁唑烷酮聚氨酯广谱性涂料制备：取定量的丙烯海松酸环氧树脂，加入溶剂配成一定浓度后，加入异氰酸型固化剂在一定温度下反应，最后加入封闭剂和溶剂，制得清漆(简称APMAEP-1)。(以马来海松酸环氧树脂同固化剂反应，过程同上，制得清漆简称MPMAEP-1)，其相应色漆分别简称APMAEP-2、MPMAEP-2。

下面结合实例对本发明作详细说明：取松香300份加入丙烯酸65份(或马来酐88份)，复合纳米催化剂0.2份，在一定温度反应一定时间后，分别加入总量580份～900份环氧树脂(不同牌号用量不同)及少量催化剂，在溶剂中反应至合格后。以树脂比固化剂的摩尔量＝1.0mol/0.4～0.9mol投料，反应至合格后，加入封闭剂反应片刻，最后加入防缩孔剂、消泡剂等，调匀出料。本发明产品为微黄色透明澄清粘稠液。色漆另加入1.5％，色料调制，可制成不同色泽的系列产品。

本发明应用前沿轨道中电荷密度能的最新理论，结合本发明涂料的功能要求，控制适当固化剂配比量和特定的制备条件，使之在聚氨酯体系中保持一定量的噁唑烷酮，利用噁唑烷酮在单组分聚氨酯体系中作为脱水剂、活性稀释剂、腐蚀抑制剂、抗冻剂、流变剂、潜固化剂的功能性质，进行分子结构特性的合理设计，应用纳米金属氧化物新催化技术，通过高分子嵌段、接枝合成手段，合成出系列新型的环氧树脂及系列新型的异氰酸三聚体固化剂，再将上述树脂和固化剂拼合反应、获得系列新产品。本产品的主要性能为：产品固含35％，粘度65秒，储存期1年。产品涂膜光泽度100％，柔韧性为1，附着力为0级，硬度(摆杆)0.72，耐冲击强度cm²/45，涂膜耐酸，耐碱、耐盐水、耐有机溶剂、耐高温≤300℃，同时涂膜具有绝缘性。本涂料常温固化，施工方便，综合性能优异，是“生漆之王”漆酚钛重防腐涂料的代用品，较之传统的环氧聚氨酯涂料，性能全面提高，且价格显著降低，应用范围宽，社会效益和经济效益显著，具有很好的市场前景。可应用于化工设备、油田设备、管道、油灌、海上采油设备、钻井平台、船舱、地下管道、电子电气设备、电机线图、飞机、家电、高档家具等领域的防腐与涂装。