关键词：

水性；丙烯酸聚氨酯；防腐蚀涂料

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引言

随着人们对环境保护和施工安全的重视，挥发性有机物（VOC）在常规溶剂型涂料中的排放要求日益严格，VOC防控与综合治理提到空前高度。自2015年起，国家对施工过程状态下的VOC值≥420 g/L的涂料启动征收4%的消费税。发展环境友好型涂料是我国涂料行业实现产品转型升级、保持可持续发展的必然选择，而水性涂料安全环保、施工方便，涂料水性化是发展友好型涂料的一条重要途径。水性防腐蚀涂料体系具有符合环保标准、低VOC和安全性的优点，目前，在工业防腐涂料行业（如炼化装置钢结构防腐维修与扩建工程）、船舶、海上平台设施与集装箱以及跨海、跨江公路大桥等防腐工程领域正在积极推广应用。

本文研制出一种水性丙烯酸聚氨酯工业防腐蚀涂料，具有良好的耐候性、酸碱盐性能与防腐蚀性能，适用于工业环境金属面漆防腐，性能满足HG/T 4761—2014《水性聚氨酯涂料》技术要求。

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试验

部分

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主要原材料

水性羟基丙烯酸分散体（同德树脂、联固化学、湛新树脂、拜耳、巴斯夫），水性羟基丙烯酸乳液（同德树脂、联固化学、拜耳、巴斯夫），水性异氰酸酯固化剂（同德、巴斯夫、拜耳、联固化学），丙二醇甲醚醋酸酯（PMA），丙二醇二醋酸酯（PGDA），混合二元酸酯（DBE），高分子量嵌段共聚物溶液分散剂，聚醚硅氧烷基材润湿流平剂，疏水混合物消泡剂，改性脲溶液增稠剂，表面活性的低分子量聚合物防爆泡助剂，Tinuvin 1130苯并三唑类紫外线吸收剂，TINUVIN 292光受阻胺类稳定剂，湿法绢云母（滁州格锐），钛白粉（南京钛白），硅微粉（滁州格锐），去离子水（自制）。

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涂料的制备

首先将去离子水与高效高分子量嵌段共聚物溶液分散剂、消泡剂，高速分散5 min；然后依次加入Tinuvin 1130苯并三唑类紫外线吸收剂、TINUVIN 292光受阻胺类稳定剂、金红石型钛白粉CR828、湿法绢云母粉，高速分散20 mim；之后研磨浆料至细度小于等于50 μm；之后将浆料搅拌均匀，加入聚醚硅氧烷流平剂、表面活性的低分子量聚合物防爆泡助剂、BYK-420改性脲溶液作为体系流变增稠剂、水性羟基丙烯酸分散体与水性羟基丙烯酸乳液，高速分散10 min，过滤出料制成A液。将脂肪族异氰酸酯固化剂与丙二醇二醋酸酯成膜助剂混合均匀，出料制成B液。

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样板的制备

将配置好的涂料A组分与B组分混合均匀，按照HG/T 4761—2014相应标准要求制备样板。

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性能测试

涂料及涂层的性能测试按照HG/T 4761—2014进行，测试结果满足标准要求。

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结果与讨论

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羟基丙烯酸树脂对涂层性能的影响

通常，羟基丙烯酸多元醇乳液树脂的分子量大于多元醇分散体树脂，因而前者的柔韧性与干燥速度方面优于后者；但由于多元醇乳液常含有一定量的乳化剂与不能参与交联固化反应的亲水离子基团，所以其耐水性要差于后者；羟基多元醇乳液相对分子质量大，自身具有一定的机械物理性能，因此，若获得相同强度的涂层，其所需参与交联固化反应的的羟基数量可以相对减少，所需水性多异氰酸酯固化剂的用量也相应减少，原材料综合成本相对降低。两者的主要区别见表1。

表1 羟基多元醇乳液与羟基多元醇分散体的主要区别

项目

羟基多元醇乳液（一级分散体）

羟基多元醇分散体（二级分散体）

制备方式

自由基乳液聚合

自由基溶液聚合

生产工艺

较简单

较复杂

水分散稳定机理

外加乳化剂和亲水基团

羧基中和成盐和亲水基团

相对分子质量

高

低

有机溶剂

无

有

干燥速度（表干）

快

慢

涂膜耐水性

一般

较好

涂膜柔韧性

好

一般

目前，国内外推荐用于制备水性聚氨酯涂料的水性含羟基多元醇树脂产品见表2。

表2 水性羟基多元醇树脂（丙烯酸类）牌号及制造商

制造商

部分商品名及牌号

Bayer

Bayhydrol A145、A242、A2427、A2470、A2646

BASF

Lusydran S937T、S938T

DSM

NecoCryl XK-110

Nuplex

Setaqua 6510、6511、6515、6520、6522

Cytec

SM6810w、VSM2521w、VSM6229w

Dow（Rom Haas）

Roshield 3275

日本DIC....