返回顶部
返回首页
返回首页
这种含氟丙烯酸酯改性水性PU,性能与水性氟碳相当,考腾资讯网
home 您现在的位置: 首页 >树脂 > 详细信息
这种含氟丙烯酸酯改性水性PU,性能与水性氟碳相当
2022年01月11日    阅读量:2036    新闻来源:涂料工业  |  投稿

这种含氟丙烯酸酯改性水性PU,性能与水性氟碳相当 考腾资讯网

关键词:防腐涂料 改性水性聚氨酯 长氟侧链 双交联体系


背景介绍

金属腐蚀是一个严重的问题,每年都会给世界各国带来巨大的经济损失。因此,在船舶、管道、汽车、建筑等行业中,防腐蚀是极其重要和必要的。目前的研究广泛集中在涂层分子链结构的设计上,希望通过改变其分子结构来提高其耐蚀性涂料在线coatingol.com

由于环保压力的增大,溶剂型涂料在工业上的应用受到限制。为了减少挥发性有机化合物(VOCs)的释放,控制环境污染,有机涂料需要从溶剂型涂料向水性涂料转变。在各种水性涂料中,水性聚氨酯涂料由于其在柔韧性、弹性、附着力和耐磨损等方面具有优异的性能,被认为是最重要的水性涂料之一。但仍存在耐水性较差、户外耐久性有限等缺点。水性丙烯酸酯在硬度、耐候性和耐化学性方面都表现出优异的性能。通过改性,制得的水性聚氨酯丙烯酸酯将结合水性聚氨酯和聚丙烯酸酯的优点。


大连理工大学化工学院的朱秀玲团队以聚己内酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、二甲基丙酸和甲基丙烯酸羟乙酯为原料,合成了端双键水性聚氨酯预聚体。然后,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十二氟庚烷酯为原料,采用无皂乳液聚合的方法对水性聚氨酯预聚体进行改性,得到交联氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯(CFWPUA)。涂敷有改性水性聚氨酯涂层的Q235金属基材在3.5 wt% NaCl溶液中具有显著的防腐性,CFWPUA涂层的阻抗模量可长期保持在107Ω·cm2左右。该团队研究成果在2021年9月发表在《Progress in OrganicCoatings》。


研究内容

1. 水性聚氨酯的制备


水性聚氨酯(WPU)预聚体的合成是在一个250ml四颈烧瓶中进行的,其配有机械搅拌器、球形冷凝器管和温度计。首先将PCL-1000、DMPA、TDI和作为催化剂的DBTDL放入烧瓶中,在氮气下70℃反应3 h,直至NCO含量达到理论值。然后,将计量的HEMA作为封端剂加入反应器中,在搅拌下将上述混合物加热至75℃,再保温3 h。然后将反应混合物冷却到45℃,将TEA作为中和剂加入烧瓶中。在聚合过程中,加入适量的丙酮来调节反应混合物的粘度。最后,将去离子水缓慢加入反应溶液中,剧烈搅拌。用减压蒸馏法除去丙酮,制备端基乙烯基水性聚氨酯。



2. 自交联含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的制备


采用无皂种子乳液聚合法制备自交联含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯(CFWPUA)复合乳液。将BA、St、GMA和氟化丙烯酸酯单体DFMA逐渐加入端接乙烯基WPU中,在氮气流下以250 rpm搅拌30 min。将反应混合物加热到75℃,在适度搅拌的情况下,将KPS水溶液缓慢滴入体系,时间为2小时。最后,在80℃下反应2 h,得到固含量约为30%的自交联含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液。各单体的质量比见表1。CFWPUA复合乳液的合成路线如方案1所示。

这种含氟丙烯酸酯改性水性PU,性能与水性氟碳相当 考腾资讯网

这种含氟丙烯酸酯改性水性PU,性能与水性氟碳相当 考腾资讯网


3. 自交联含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料的制备


基材使用Q235钢板(120mm×50mm×0.5 mm),涂漆前应进行砂磨,用乙醇清洗,使表面无灰尘颗粒、油类和表面氧化物。将CFWPUA乳液涂于Q235钢棒状涂层表面。然后将涂层转移到烘箱中,在45℃下烘烤4天,再将温度提高到60℃,再烘烤2天,得到最终的涂层。涂层厚度约为45±5μm,本实验所用涂层均采用上述方法制备。



4. 自交联含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂膜的制备


为了得到杂化膜,将适量的复合乳液倒入尺寸为20×20×3 mm的聚四氟乙烯模具中,先在45℃下固化4天,然后将温度提高到60℃,再固化2天。所得薄膜将作为样品进行表面形貌测试、吸水性测试等必要的测试。


结论


综上所述,制备的改性水性聚氨酯涂料具有优良的防腐性能。固化过程中长氟侧链迁移形成的外疏水表面,同时结合内部的双交联体系,有效防止了水分子和腐蚀性介质快速渗透到金属基材表面,满足了长期防腐要求。当GMA含量为5wt%,DFMA含量为7.5 wt%时,涂膜的吸水率降低到7.91%,水接触角增加到102.5°,表现出优异的耐水性。在电化学阻抗谱测试中,涂层在12天内始终保持较高的涂层电阻,起到了物理屏障的作用,有效地保护了金属基材。与其他商用涂料相比,改性水性聚氨酯涂料的防腐性能得到了一定程度的提高。此外,改性后的水性聚氨酯涂料具有优异的机械性能、热稳定性等性能,能够满足实际应用的需要。下一步的研究可以从保证长氟侧链的长期稳定性入手,避免其在长期使用条件下的表面重组,从而进一步提高涂层的长期防腐性能。


参考资料:  Wang X, Cui Y, Wang Y, etal. Preparation and characteristics of crosslinked fluorinated acrylatemodified waterborne polyurethane for metal protection coating[J]. Progress inOrganic Coatings, 2021,158:106371.


标签:工业涂料原材料技术中心防腐涂料树脂
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国建材网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
今日头条Show更多
    热点排行Hot
      微信关注WeChat
      获取最新行业资讯 QQ行业资讯网 为您提供最新行业资讯
      全站地图

      深圳网络警察报警平台 深圳网络警
      察报警平台

      公共信息安全网络监察 公共信息安
      全网络监察

      经营性网站备案信息 经营性网站
      备案信息

      中国互联网举报中心 中国互联网
      举报中心

      中国文明网传播文明 中国文明网
      传播文明

      深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
      电子标识