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金屬材料以其優(yōu)良的機(jī)械和工藝性能在材料領(lǐng)域占據(jù)重要地位，(文章來(lái)源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))但金屬腐蝕給人類造成的損失是驚人的，全球每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約10000億美元，約占全年屬總產(chǎn)值的10%。因此研究金屬的腐蝕防護(hù)方法以控制金屬的腐蝕，減少腐蝕造成的損失，對(duì)于創(chuàng)建資源節(jié)約型社會(huì)來(lái)說(shuō)具有重要的科學(xué)意義。防止金屬腐蝕的方法很多，如金屬選材、陰極保護(hù)、采用金屬保護(hù)層、采用緩蝕劑及采用防腐涂料等。在所有的防腐措施中，采用防腐蝕涂料是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)、最方便的一種方法。采用涂料防腐蝕具有許多優(yōu)點(diǎn)，如施工方便、適用性廣、涂層的維護(hù)和重涂容易、成本及施工費(fèi)用較低等。

在眾多的防腐蝕涂料中，聚氨酯防腐涂料是繼其他防腐涂料之后的最通用的涂料品種之后，其用量?jī)H次于醇酸樹(shù)脂涂料。受石油資源、環(huán)保法規(guī)等因素的影響，世界防腐涂料工業(yè)在不斷提高涂料性能的同時(shí)，開(kāi)發(fā)無(wú)公害或少公害且性能優(yōu)異的涂料品種成為防腐涂料的重要發(fā)展方向。防腐蝕水性聚氨酯可低溫固化，并且具有突出的耐油、耐鹽水、耐磨、抗沖擊、抗應(yīng)變等性能，是一類具有優(yōu)異的綜合性能和良好發(fā)展前景的防腐樹(shù)脂涂料基料。但是水性聚氨酯由于以水為分散劑，含有親水基團(tuán)，其涂膜的耐水、耐化學(xué)性和耐溶劑性較差，若要達(dá)到防腐蝕的性能，需要對(duì)其加以改性。常用的改性材料為環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂除了含有環(huán)氧基團(tuán)外，還含有羥基基團(tuán)，能直接參與水性聚氨酯的合成反應(yīng);丙烯酸酯含有羥基基團(tuán)，以共聚或共混的方式對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性。本文主要介紹了改性水性聚氨酯防腐涂料的研究現(xiàn)狀及最新進(jìn)展。

1.水性聚氨酯防腐涂料防腐機(jī)理

1.1涂膜的屏蔽隔離作用

有機(jī)防腐涂料在被涂機(jī)體表面上固化后形成涂層，涂層的屏蔽作用在于使基體和環(huán)境隔離以免被腐蝕。根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，金屬發(fā)生腐蝕是因?yàn)樵诮饘俳缑娲嬖谒⒀鯕獾?，且存在離子流通的途徑。因此，要防止金屬發(fā)生腐蝕，就要求涂層具有屏蔽隔絕作用，能阻擋水、氧氣等從外界環(huán)境滲透過(guò)涂層而到達(dá)金屬界面。在涂料中加入的玻璃鱗片、鋁粉等無(wú)機(jī)顏料可以增強(qiáng)涂膜的屏蔽隔離作用。

1.2涂膜的緩蝕、鈍化作用

防腐蝕涂層中通常含有緩蝕、鈍化作用的化學(xué)型防銹顏料，與金屬表面發(fā)生作用，例如鈍化作用、磷化作用等，產(chǎn)生新的表面膜層，例如鈍化膜、磷化膜。這些薄膜的電極電位較原金屬為正，使金屬表面部分或全部避免了成為陽(yáng)極的可能性。

同時(shí)，由于薄膜上存在許多微空，便于成膜物質(zhì)的附著，可以阻止銹蝕在涂膜被破壞的地方向外擴(kuò)展。當(dāng)有微量水存在時(shí)，顏料就會(huì)從涂層中離解出具有緩蝕功能的離子，通過(guò)各種機(jī)理使腐蝕電池的電極極化，抑制腐蝕進(jìn)行1.3電化學(xué)保護(hù)作用通過(guò)在涂料中添加一些電位比基體金屬活潑的金屬作為填料，當(dāng)電解質(zhì)滲入涂層到達(dá)金屬基體時(shí)，金屬基體與電負(fù)性金屬填料形成腐蝕電池，填料作為陽(yáng)極首先發(fā)生溶解，達(dá)到保護(hù)基體的作用，這類涂料稱為犧牲型涂料。如富鋅防腐涂料中的鋅粉則起到犧牲陽(yáng)極的作用。

2.水性聚氨酯防腐涂料的分類

2.1單組分水性聚氨酯防腐涂料

水性單組分聚氨酯涂料是應(yīng)用最早的水性聚氨酯涂料，其最大優(yōu)點(diǎn)是以水為分散介質(zhì)，作為涂料使用時(shí)不含液體有機(jī)填料，在成膜過(guò)程中只是水分揮發(fā)到環(huán)境中，符合環(huán)保的要求，且施工簡(jiǎn)單。水性單組分聚氨酯具有很高的斷裂伸長(zhǎng)率和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，并能常溫干燥，國(guó)內(nèi)外水性聚氨酯涂料仍以單組分為主，但與水性雙組分聚氨酯涂料相比，水性單組分聚氨酯涂料的力學(xué)性能、耐水性、耐化學(xué)品性及耐溶劑性等都不理想。通常需要對(duì)單組分水性涂料的涂膜進(jìn)行后處理，以提高涂膜的交聯(lián)度。因此，單組分水性聚氨酯防腐蝕涂料在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大的限制。

2.2雙組分水性聚氨酯防腐涂料

雙組分水性聚氨酯涂料是一種新的環(huán)境友好型涂料，它主要由含羥基的水性多元醇和含異氰酸酯基的固化劑組成，由于雙組分水性聚氨酯涂料以水為介質(zhì)，并將雙組分溶劑型涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量結(jié)合起來(lái)，因此，近年來(lái)水性雙組分聚氨酯涂料的研究開(kāi)發(fā)變得十分活躍。

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