[发明专利]异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物阻燃防腐杂化涂料及制备

说明书

本发明涉及一种异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物阻燃防腐杂化涂料及其制备方法，该阻燃防腐杂化涂料原料组分及质量份配比如下：异氰酸酯三聚体100份，碱金属硅酸盐水溶液60～100份，乙酰丙酮锆螯合物2～6份，表面活性剂1～3份，阻燃剂20～40份，消泡剂0.4～0.6份，草酸0.6～1.2份，助剂0～1份，氧化钙1～2份，偶联剂0.8～2份。本发明选用特定的催化剂乙酰丙酮锆螯合物，并加入适量氧化钙，促进了异氰酸酯官能团与碱金属硅酸盐水溶液中的硅羟基反应，同时抑制了其与水的反应，抑制了发泡，降低了固化成膜过程中的内应力，抑制涂层开裂，使涂层具有高强度、高韧性和良好的防腐性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物阻燃防腐杂化涂料及其制备方法。

背景技术

生活常用的金属防腐涂料一般分为有机涂料和无机涂料，有机涂料存在易燃、硬度低、防腐蚀和耐高温性能差等问题；无机涂料一般存在涂层较脆且易开裂、硬度较高但韧性差等问题。采用不同杂化方法制备得到的有机-无机杂化涂料在保持有机材料良好的成膜性、柔软性、易加工等优良性能的同时也引入了无机材料的耐热、耐腐蚀、高强度、高硬度等特性，杂化较之传统的复合有更为特殊的性能，如大大提高其界面作用力。

中国专利CN106565927A公开了一种聚氨酯水玻璃三维互穿网络堵水补强灌浆材料，具体步骤是异氰酸酯与水在催化剂作用下反应，生成聚脲与CO₂，并释放大量热，在受热条件下，异氰酸酯发生环化反应生成有机网络结构，原硅酸生成三维硅-氧-硅无机网络结构；生成的CO₂与硅酸盐反应，生成稳定的碳酸盐以及原硅酸；异氰酸酯与硅醇键反应，将硅氧结构引入，最终形成了具有良好阻燃性、稳定性、弹性及韧性的杂化材料。但在涂料领域，异氰酸酯与水反应产生的大量二氧化碳会直接导致涂料防腐性能的下降。中国专利CN102558828A公开了一种含羟基填料的聚氨酯杂化材料的制备方法，具体步骤是先用聚合物多元醇和异氰酸酯合成端基为异氰酸酯基(-NCO)的聚氨酯预聚物，再与表面含羟基(-OH)的无机填料充分混合，然后在一定温度下使无机填料表面的-OH与聚氨酯预聚物链端的-NCO发生反应，最终制备出性能优异的含羟基填料的聚氨酯杂化材料。该方法利用无机填料表面的羟基实现杂化，该反应必须避免水的存在，因此环保性比水性涂料差很多。

上述异氰酸酯主要是与醇羟基或者改性醇羟基反应得到的杂化材料，反应时很难避免异氰酸酯和水反应形成气泡，该种体系下的防腐基本上由填料来实现，涂层中带有气泡会导致材料的渗漏，从而失去防腐效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物阻燃防腐杂化涂料及其制备方法，该异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物成膜后光滑平整无气泡，并且耐腐蚀性良好。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种异氰酸酯与水玻璃互穿网络聚合物阻燃防腐杂化涂料，其原料组分及质量份配比如下：

异氰酸酯三聚体 100份，

碱金属硅酸盐水溶液 60～100份，

乙酰丙酮锆螯合物 2～6份，

表面活性剂 1～3份，

阻燃剂 20～40份，

消泡剂 0.4～0.6份，

草酸 0.6～1.2份，

助剂 0～1份，

氧化钙 1～2份，

偶联剂 0.8～2份。