本發(fā)明涉及防腐涂料，具體涉及一種含有天然原料腰果酚的環(huán)境友好型光固化金屬防腐涂料。

背景技術(shù)：

1、金屬腐蝕是金屬在空氣、水分子等腐蝕性介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解而導(dǎo)致材料的整體性能變差的過程。在金屬表面涂上防腐涂層的隔離方法是迄今為止最有效、應(yīng)用最廣泛的防腐措施。金屬在涂覆防腐涂料后，能夠有效減緩或防止腐蝕性介質(zhì)到達(dá)金屬表面，從而抵抗或減弱金屬的腐蝕反應(yīng)，大幅度提高金屬的使用年限。

2、環(huán)氧樹脂是典型的防腐涂料的基礎(chǔ)樹脂，環(huán)氧樹脂具有強(qiáng)度、硬度高，附著力好，耐化學(xué)品性能優(yōu)異等特點(diǎn)。但環(huán)氧樹脂的脆性是其最大的缺點(diǎn)。聚氨酯也是典型的涂料樹脂。聚氨酯具有優(yōu)異的耐低溫性能，其高規(guī)整度又能夠提高材料的韌性；聚氨酯分子中硬段的氨基甲酸酯基團(tuán)在分子鏈中的空間位阻較大，能夠提高材料的拉伸強(qiáng)度和模量。分子間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠提高聚氨酯材料的機(jī)械性能，并賦予其優(yōu)異的耐水性和耐候性。聚氨酯具有優(yōu)異的耐低溫性能、韌性、抗沖擊性和耐磨性。所以將環(huán)氧樹脂和聚氨酯復(fù)合在一起，可以得到綜合性能更優(yōu)的涂料樹脂。

3、目前涂料樹脂的原料主要為來自于不可再生原料和迅速消耗的化石資源，人們?cè)絹碓街匾晱奶烊划a(chǎn)物中獲取可利用的原料，以取代不可再生原料及化石原料。腰果酚是一種從腰果殼液中提取的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的耐水性、良好的韌性、較長的使用壽命和優(yōu)異的防腐性能。因此，腰果酚被認(rèn)為是合成一系列增值單體和聚合物的理想前體。

4、uv光固化是一種對(duì)環(huán)境友好而且節(jié)能的固化方式，被稱作“綠色技術(shù)”。目前uv固化技術(shù)的涂料、膠黏劑領(lǐng)域越來越受到重視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，本發(fā)明制備得到的防腐涂料同時(shí)具有優(yōu)異的防腐性能和環(huán)境友好性。

2、本發(fā)明公開一種高性能的防腐涂料，該技術(shù)具有以下三個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)將環(huán)氧樹脂、聚氨酯兩種主要的涂料樹脂復(fù)合在一起，以獲得綜合性能；(2)在制備聚氨酯時(shí)引入天然原材料腰果酚，以降低傳統(tǒng)化石原料的使用，使產(chǎn)品更“綠色”；(3)采用光固化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)涂層的室溫交聯(lián)，涂層性能更優(yōu)且更環(huán)保、更節(jié)能。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料：

5、涂料由四種成膜物和光引發(fā)劑復(fù)合而成，四種成膜物分別為可光固化的環(huán)氧樹脂、可光固化的聚氨酯、腰果酚基聚氨酯和活性稀釋劑，其質(zhì)量比為光固化環(huán)氧樹脂40～60％，光固化聚氨酯0～40％，腰果酚基聚氨酯5～40％，活性稀釋劑的質(zhì)量為三種樹脂質(zhì)量的10～30％，光引發(fā)劑質(zhì)量為四種成膜物質(zhì)的1.0～5.0％。

6、所述涂料其特征在于，可光固化的環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧樹脂與不飽和羧酸酯化生成的帶不飽和鍵的樹脂，其不飽和鍵含量為(2.0～4.5)×10-3mol/g

7、所述涂料其特征在于光固化聚氨酯是以不飽和鍵封端的聚氨酯預(yù)聚體，其不飽和鍵含量為(0.5～2.0)×10-3mol/g。

8、所述涂料其特征在于，腰果酚基聚氨酯是由腰果酚、多元醇與多異氰酸酯反應(yīng)制得。

9、優(yōu)選地，所述腰果酚基聚氨酯的制備中，多元醇選自聚丙二醇(ppg系列)、聚四氫呋喃醚二醇(ptmeg系列)、聚酯二醇(pea系列、pba系列)中至少一種，優(yōu)選聚醚二元醇，且優(yōu)選聚醚二元醇中低分子量的二元醇，特別地，多元醇選自ppg-400，ptmeg-250。

10、優(yōu)選地，所述腰果酚基聚氨酯的制備中，異氰酸酯單體選自甲苯二異氰酸酯(tdi)、對(duì)苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、苯二亞甲基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷-1,4-二異氰酸酯、1,4-環(huán)己烷二甲基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯中的至少一種，優(yōu)選液態(tài)二異氰酸酯單體，特別地，多異氰酸酯可選自ipdi、hdi、tdi中至少一種。

11、優(yōu)選地，所述腰果酚基聚氨酯的制備中，異氰酸酯單體與腰果酚的摩爾比控制在0.9～1.0之間，而多元醇與異氰酸酯單體之比控制在0.5～0.8之間。

12、所述涂料其特征在于，活性稀釋劑為帶多個(gè)不飽和c＝c雙鍵的液態(tài)單體，典型的活性稀釋劑包括多官能度的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體，優(yōu)選三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)、二縮丙二醇雙丙烯酸酯(dpgda)、三縮丙二醇雙丙烯酸酯(tpgda)。

13、所述涂料其特征在于，光引發(fā)劑為通用型光引發(fā)劑，典型的光引發(fā)劑如2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(引發(fā)劑1173)、1-羥基環(huán)已基苯基酮(引發(fā)劑184)。

14、本發(fā)明同時(shí)提供了一種上述方法制備得到的環(huán)境友好型光固化防腐涂料。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少包括：

16、(1)本發(fā)明制備方法采用腰果酚作為原料。腰果酚具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，包括苯環(huán)、酚羥基和不飽和的十五碳側(cè)鏈，苯環(huán)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的耐高溫性和耐化學(xué)性，酚羥基提供了良好的反應(yīng)性可改性特性，長脂肪側(cè)鏈?zhǔn)雇繉泳哂袃?yōu)異的耐水性、良好的韌性、較長的使用壽命和優(yōu)異的防腐性能。

17、(2)環(huán)氧樹脂強(qiáng)度高，附著力好；而聚氨酯樹脂具有耐磨、回彈性好、耐低溫等特點(diǎn)，本發(fā)明將環(huán)氧樹脂與聚氨酯相結(jié)合，可充分發(fā)揮兩種樹脂的優(yōu)良性能。

18、(3)本發(fā)明采用光固化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)室溫交聯(lián)固化，獲得具有優(yōu)異性能的漆膜，更節(jié)能、更環(huán)保。

技術(shù)特征：

1.含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，涂料由四種成膜物和光引發(fā)劑復(fù)合而成，四種成膜物為可光固化的環(huán)氧樹脂、可光固化的聚氨酯、腰果酚基聚氨酯和活性稀釋劑，其質(zhì)量比為光固化環(huán)氧樹脂40～60％，光固化聚氨酯0～40％，腰果酚基聚氨酯5～40％，活性稀釋劑的質(zhì)量為三種樹脂質(zhì)量的10～30％；光引發(fā)劑質(zhì)量為四種成膜物質(zhì)的1.0～5.0％。

2.如權(quán)利要求1所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，可光固化的環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧樹脂與不飽和羧酸酯化生成的帶不飽和鍵的樹脂，其不飽和鍵含量為(2.0～4.5)×10-3mol/g。

3.如權(quán)利要求1所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，光固化聚氨酯是以不飽和鍵封端的聚氨酯預(yù)聚體，其不飽和鍵含量為(0.5～2.0)×10-3mol/g。

4.如權(quán)利要求1所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，腰果酚基聚氨酯是由腰果酚、多元醇與多異氰酸酯反應(yīng)制得。

5.如權(quán)利要求4所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，腰果酚基聚氨酯的制備中，多元醇選自聚丙二醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚酯二醇中至少一種。

6.如權(quán)利要求4所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，多元醇為聚醚二元醇，且聚醚二元醇中低分子量的二元醇。

7.如權(quán)利要求4所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，多異氰酸酯單體選自甲苯二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷-1,4-二異氰酸酯、1,4-環(huán)己烷二甲基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯中的至少一種。

8.如權(quán)利要求4所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，腰果酚基聚氨酯的制備中，異氰酸酯單體與腰果酚的摩爾比為0.9～1.0，多元醇與異氰酸酯單體摩爾比為0.5～0.8。

9.如權(quán)利要求1所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，活性稀釋劑為帶多個(gè)不飽和c＝c雙鍵的液態(tài)單體，典型的活性稀釋劑包括多官能度的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體，包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二縮丙二醇雙丙烯酸酯、三縮丙二醇雙丙烯酸酯。

10.如權(quán)利要求1所述的含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料，其特征是，光引發(fā)劑為通用型光引發(fā)劑，包括2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基環(huán)已基苯基酮。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料；涂料由四種成膜物和光引發(fā)劑復(fù)合而成，四種成膜物分別為可光固化的環(huán)氧樹脂、可光固化的聚氨酯、腰果酚基聚氨酯和活性稀釋劑，其質(zhì)量比為光固化環(huán)氧樹脂40～60％，光固化聚氨酯0～40％，腰果酚基聚氨酯5～40％，活性稀釋劑的質(zhì)量為三種樹脂質(zhì)量的10～30％，光引發(fā)劑質(zhì)量為四種成膜物質(zhì)的1.0～5.0％。采用腰果酚與二異氰酸酯反應(yīng)，然后再與多元醇反應(yīng)，制備腰果酚基聚氨酯；制得含腰果酚的光固化環(huán)氧樹脂/聚氨酯防腐涂料。腰果酚的引入可提供良好的防腐效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)以天然原料替代石化原料的目標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：袁才登,潘菲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9