專利名稱：一種有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯防腐涂料及其制備方法，特別是一種有機硅改性雙組分溶 劑型聚氨酯防腐涂料。
背景技術：
目前，燃煤發(fā)電占總發(fā)電量的70%以上，據(jù)有關資料預測，到2015年煤電占62. 6% 左右，到2050年仍占50%以上，可見，電力以煤電為主的格局將在較長一段時間里不會改 變。在環(huán)保政策推動下，燃煤電站均加裝了煙氣脫硫設施，這些設施95%采用了濕法脫硫工 藝。有關研究表明，濕法脫硫系統(tǒng)無論加裝氣換熱器(GGH)與否，脫硫后煙囪煙氣溫度都在 煙氣酸露點以下，故應對煙 內壁進行防腐處理。目前煙 防腐工程不僅存在成本高的經 濟問題，同時還由于缺乏對煙囪腐蝕特點及各種防腐技術的科學分析和實驗研究，導致很 多電站脫硫后煙囪防腐失效。特別是有的電站脫硫后濕煙囪內的煙氣水分含量高、溫度變 化大(50-180°C )、形成的冷凝酸液pH低(pH為1.5左右)、煙氣攜帶微小顆粒物，則對煙囪 的腐蝕、磨損更為嚴重。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有防腐涂料的不足、提供一種具有高固體含 量、高附著力、耐高溫、耐磨損、耐濕熱、耐酸蝕、疏水性強、常溫施工等特性的有機硅改性雙 組分溶劑型聚氨酯防腐涂料。本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供該涂料的制備方法。本發(fā)明所述問題是以下述技術方案解決的
一種有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，它由A、B兩種組份制備，其中， A組份中各原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇5 70% ；顏填料5 60% ； 混合溶劑10 50% ；流平劑1 5% ；防沉劑0. 3 0. 5% ；防結皮劑0. 2 1. 4% ； B組份按質量百分比計為TDI-TMP加成物5 50% ；
所述有機硅改性聚酯多元醇，由下述質量百分比的原料合成有機硅低聚物1 20% ； 聚酯多元醇10 60% ；混合溶劑10 70% ；所述有機硅低聚物，由下述質量百分比的原料合 成硅烷偶聯(lián)劑20 70% ；去離子水1 15% ；無水乙醇10 70% ；所述聚酯多元醇選自 聚酯800號；1100號和1200號中的一種或兩種；
所述混合溶劑為二甲苯和環(huán)己酮的混合物，兩者配比按體積比計算為1 :1 ； 所述流平劑選自硅油、BI306和BI354中的一種； 所述防沉劑為氣相二氧化硅。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，所述硅烷偶聯(lián)劑選自Y -氨丙基 三甲氧基硅烷；甲基三甲氧基硅烷；四乙氧基硅烷；苯基三乙氧基硅烷；二苯基二乙氧基硅 烷中的一種或幾種。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，所述顏填料為石英粉、納米二氧
4化硅、鈦白粉、云母粉的一種或其組合物。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，在A組分中加入催化劑，所述催 化劑為二月桂酸二丁基錫，加入量為0% 0. 05%。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，在A組分中加入偶聯(lián)劑，所述偶 聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，加入量為0% 0. 。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，在A組分中加入潤濕分散劑，所 述潤濕分散劑為BI-Pl 1，加入量為0. 1 0. 5%。上述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，在A組分中加入消泡劑，所述消 泡劑為選自氟化硅酮、聚醚和聚二甲基硅氧烷中的一種，加入量為0. 2 0. 5%。一種制備所述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料的方法，它按如下步驟進 行
a、制備有機硅低聚物在三口瓶中加入20 70%硅烷偶聯(lián)劑和10 60%無水乙醇，待 溫度升至陽 75°C后，滴加1 15%去離子水和10 20%無水乙醇的混合溶液，控制滴速 在半小時內加完。繼續(xù)反應2 4小時后，停止反應。然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升 至100 150°C后，停止蒸餾。得到無色透明的粘稠液體，即為有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶 劑?？刂茰囟仍?0 100°C下反應2 5小時脫醇，得到略帶淡黃色粘性液體，即為有機硅 改性聚酯多元醇。C、制備組分A 先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目的漿液。在混合溶劑 中，依次加入有機硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，以 300r/min攪拌，加入剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料將A組分和B組分按5:1-5:13 比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。本發(fā)明針對燃煤電站煙氣脫硫后煙@特定腐蝕環(huán)境和目前雙組分溶劑型聚氨酯 防腐涂料存在的問題，該涂料引入有機硅結構，由于特定的Si-O-Si結構和活性甲氧基的 水解特性，明顯提高了涂料的耐溫變性能及憎水性能。同時，在填料中加入了石英粉、納米 二氧化硅和云母鱗片，提高了涂層的耐磨損和耐腐蝕性能。經偶聯(lián)劑處理后，降低了涂膜內 部內應力，提高了涂膜的附著力、耐久性和抗粉化性。由于添加了云母鱗片，可抑制冷凝酸 液向煙囪內壁的滲透，提高涂層防腐性能。此外納米二氧化硅的加入，可填補云母鱗片的空 隙，進一步抑制冷凝酸液向煙囪內壁的滲透，同時納米二氧化硅可提高涂層的防流掛性、隔 熱性、自清潔性能和附著力性能，易于防腐施工。實驗證明，本發(fā)明有以下優(yōu)點具有高固體含量、高附著力、耐高溫、耐磨損、耐濕 熱、耐酸蝕、疏水性強、常溫施工等的優(yōu)秀特性，適用于一般金屬及混凝土設施的防腐，尤其 適用于電站脫硫后煙囪內壁的防腐，較好地解決了現(xiàn)有防腐涂料存在的缺陷。


圖1是有機硅低聚物傅里葉變換紅外光譜圖； 圖2是有機硅改性聚氨酯傅里葉變換紅外光譜圖。由圖1中可知，在波數(shù)四73. 41及581. 87處為苯環(huán)的特征吸收峰，波數(shù)觀41. 50處為-0-CH3的特征吸收峰，波數(shù)1100附近，明顯可見Si-O-Si的寬的特征吸收峰，說明有 機硅低聚物中含有有機硅鏈段，硅烷偶聯(lián)劑之間已經發(fā)生了縮聚反應，有機硅低聚物合成 成功。由圖2可知，在波數(shù)3346. 48處為氨酯基中N-H的特征吸收峰，波數(shù)1726. 02處有 氨酯基中C=O的特征吸收峰，波數(shù)1599. 65、1534. 97及817. 71處為苯環(huán)的特征吸收峰，以 上說明改性聚氨酯分子合成成功；同時，在波數(shù)1066. 33處有Si-O-C的特征吸收峰，波數(shù) 769. 01處有Si-CH3的特征吸收峰，波數(shù)1139. 86處有Si-O-Si的特征吸收峰，波數(shù)觀69. 40 處有-0-CH3的特征吸收峰，表明有機硅低聚物改性聚氨酯分子合成成功。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳述。本發(fā)明提供的防腐涂料，由A、B兩種組份制備，其中，A組份中各原料按質量百 分比計為有機硅改性聚酯多元醇5 70% ；顏填料5 60% ；混合溶劑10 50% ；流平劑 1 5% ；防沉劑0. 3 0. 5% ；防結皮劑0. 2 1. 4% ；
B組份按質量百分比計為5 50%的TDI-TMP加成物；
其中，所用混合溶劑為二甲苯和環(huán)己酮的混合物，兩者配比按體積比計算為1:1。所用顏填料為石英粉、納米二氧化硅、鈦白粉、云母粉的組合物，優(yōu)選質量百分比 為 40% 20% 20% :20%。所用結皮劑為Anti skin VP0241,由Borchers公司生產。以下給出幾個實施例 實施例1
a、制備有機硅低聚物各組成原料按質量百分比計為硅烷偶聯(lián)劑60%、去離子水10%、 無水乙醇30%。在三口瓶中加入60%硅烷偶聯(lián)劑和15%無水乙醇，待溫度升至70°C后，滴加10%去 離子水和15%無水乙醇的混合溶液，控制滴速在半小時內加完。繼續(xù)反應3小時后，停止反 應。然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升至125°C后，停止蒸餾。制得有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇各組成原料按質量百分比計為有機硅低聚物 10%、聚酯多元醇35%、混合溶劑55%。在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑?？刂茰囟仍?5°C下反應4小 時脫醇。制得有機硅改性聚酯多元醇。C、制備組分A 各組成原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇34%、顏填 料31%、混合溶劑30%、催化劑0. 05%、流平劑3%、偶聯(lián)劑0. 1%、防沉劑0. 4%、潤濕分散劑 0. 3%、防結皮劑0. 8%、消泡劑0. 35%。先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液。在混合溶劑中，依次加入有機 硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min攪拌，加入 剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料各組成原料按質量百分比計 為A組分70%、B組份TDI-TMP加成物30%。將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。
實施例2
a、制備有機硅低聚物各組成原料按質量百分比計為硅烷偶聯(lián)劑65%、去離子水5%、 無水乙醇30%。在三口瓶中加入65%硅烷偶聯(lián)劑和20%無水乙醇，待溫度升至60°C后，滴加5%去 離子水和10%無水乙醇的混合溶液，控制滴速在半小時內加完。繼續(xù)反應4小時，停止反應。 然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升至105°C后，停止蒸餾。制得有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇各組成原料按質量百分比計為有機硅低聚物 13%、聚酯多元醇37%、混合溶劑50%。在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑?？刂茰囟仍?5°C下反應2小 時脫醇。制得有機硅改性聚酯多元醇。C、制備組分A 各組成原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇35%、顏填 料35%、混合溶劑、催化劑0. 04%、流平劑3. 55%、偶聯(lián)劑0. 2%、防沉劑0. 5%、潤濕分散劑 0. 4%、防結皮劑0. 91%、消泡劑0. 4%。先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液。在混合溶劑中，依次加入有機 硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min攪拌，加入 剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料各組成原料按質量百分比計 為A組分M%、B組份TDI-TMP加成物46%。將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。實施例3:
a、制備有機硅低聚物各組成原料按質量百分比計為硅烷偶聯(lián)劑40%、去離子水15%、 無水乙醇45%。在三口瓶中加入40%硅烷偶聯(lián)劑和20%無水乙醇，待溫度升至63°C后，滴加15%去 離子水和25%無水乙醇的混合溶液，控制滴速在半小時內加完。繼續(xù)反應3小時后，停止反 應。然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升至110°C后，停止蒸餾。制得有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇各組成原料按質量百分比計為有機硅低聚物 15%、聚酯多元醇35%、混合溶劑50%。在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑?？刂茰囟仍?0°C下反應4小 時脫醇。制得有機硅改性聚酯多元醇。C、制備組分A 各組成原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇33%、顏填 料32%、混合溶劑30%、催化劑0. 03%、流平劑3%、偶聯(lián)劑0. 1%、防沉劑0. 4%、潤濕分散劑 0. 3%、防結皮劑0. 82%、消泡劑0. 35%。先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液。在混合溶劑中，依次加入有機 硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min攪拌，加入 剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料各組成原料按質量百分比計 為A組分70%、B組份TDI-TMP加成物30%。將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。實施例4 a、制備有機硅低聚物各組成原料按質量百分比計為硅烷偶聯(lián)劑45%、去離子水13%、 無水乙醇42%。在三口瓶中加入45%硅烷偶聯(lián)劑和20%無水乙醇，待溫度升至64°C后，滴加13%去 離子水和2 無水乙醇的混合溶液，控制滴速在半小時內加完。繼續(xù)反應3小時后，停止反 應。然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升至115°C后，停止蒸餾。制得有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇各組成原料按質量百分比計為有機硅低聚物 13%、聚酯多元醇37%、混合溶劑50%。在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑。控制溫度在85°C下反應4小 時脫醇。制得有機硅改性聚酯多元醇。C、制備組分A 各組成原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇30%、顏填 料34%、混合溶劑31%、催化劑0. 03%、流平劑3%、偶聯(lián)劑0. 1%、防沉劑0. 4%、潤濕分散劑 0. 3%、防結皮劑0. 83%、消泡劑0. 34%。先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液。在混合溶劑中，依次加入有機 硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min攪拌，加入 剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料各組成原料按質量百分比計 為A組分65%、B組份TDI-TMP加成物35%。將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。實施例5
a、制備有機硅低聚物各組成原料按質量百分比計為硅烷偶聯(lián)劑39%、去離子水16%、 無水乙醇45%。在三口瓶中加入39%硅烷偶聯(lián)劑和20%無水乙醇，待溫度升至68°C后，滴加16%去 離子水和25%無水乙醇的混合溶液，控制滴速在半小時內加完。繼續(xù)反應3小時后，停止反 應。然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升至110°C后，停止蒸餾。制得有機硅低聚物。b、制備有機硅改性聚酯多元醇各組成原料按質量百分比計為有機硅低聚物 14%、聚酯多元醇36%、混合溶劑50%。在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑?？刂茰囟仍?3°C下反應4小 時脫醇。制得有機硅改性聚酯多元醇。C、制備組分A 各組成原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇33%、顏填 料32%、混合溶劑30%、催化劑0. 03%、流平劑3%、偶聯(lián)劑0. 1%、防沉劑0. 4%、潤濕分散劑 0. 3%、防結皮劑0. 92%、消泡劑0. 25%。先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液。在混合溶劑中，依次加入有機 硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min攪拌，加入 剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A。d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料各組成原料按質量百分比計 為A組分68%、B組份TDI-TMP加成物3覬。將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。涂料為液體。
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權利要求
1.一種有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，它由A、B兩種組份制 備；其中，A組份中各原料按質量百分比計為有機硅改性聚酯多元醇5 70% ；顏填料5 60% ； 混合溶劑10 50% ；流平劑1 5% ；防沉劑0. 3 0. 5% ；防結皮劑0. 2 1. 4% ；B組份按質量百分比計為5 50%的TDI-TMP加成物；所述有機硅改性聚酯多元醇，由下述質量百分比的原料合成有機硅低聚物1 20% ； 聚酯多元醇10 60% ；混合溶劑10 70% ；所述有機硅低聚物，由下述質量百分比的原料合 成硅烷偶聯(lián)劑20 70% ；去離子水1 15% ；無水乙醇10 70% ；所述聚酯多元醇選自 聚酯800號；1100號和1200號中的一種或兩種；所述混合溶劑為二甲苯和環(huán)己酮的混合物，兩者配比按體積比計算為1 :1 ；所述流平劑選自硅油、BI306和BI354中的一種；所述防沉劑為氣相二氧化硅。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于， 所述硅烷偶聯(lián)劑選自Y -氨丙基三甲氧基硅烷WD-56 ；甲基三甲氧基硅烷；四乙氧基硅烷 WD-932 ；苯基三乙氧基硅烷；二苯基二乙氧基硅烷中的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，所 述顏填料為石英粉、納米二氧化硅、鈦白粉、云母粉的一種或其組合物。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，在 A組分中加入催化劑，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫，加入量為0% 0. 05%。
5.根據(jù)權利要求4所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，在 A組分中加入偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，加入量為0% 0. 2%。
6.根據(jù)權利要求5所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，在 A組分中加入潤濕分散劑，所述潤濕分散劑為BI-Pl 1，加入量為0. 1 0. 5%。
7.根據(jù)權利要求6所述的有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料，其特征在于，在 A組分中加入消泡劑，所述消泡劑為選自氟化硅酮、聚醚和聚二甲基硅氧烷中的一種，加入 量為0. 2 0. 5%ο
8.一種制備如權利要求1、2、3、4、5、6或7所述有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂 料的方法，其特征在于，它按如下步驟進行a、制備有機硅低聚物在三口瓶中加入20 70%硅烷偶聯(lián)劑和10 60%無水乙醇，待 溫度升至陽 75°C后，滴加1 15%去離子水和10 20%無水乙醇的混合溶液，控制滴速 在半小時內加完；繼續(xù)反應2 4小時后，停止反應；然后常壓蒸餾，待瓶內剩余液溫度升 至100 150°C后，停止蒸餾；得到無色透明的粘稠液體，即為有機硅低聚物；b、制備有機硅改性聚酯多元醇在四口瓶中加入有機硅低聚物、聚酯多元醇和溶劑； 控制溫度在50 100°C下反應2 5小時脫醇，得到略帶淡黃色粘性液體，即為有機硅改性 聚酯多元醇；c、制備組分A先將顏填料研磨分散處理至規(guī)定細度400目漿液；在混合溶劑中，依次 加入有機硅改性聚酯多元醇和配方量一半的催化劑，然后再加入配方量顏填料，300r/min 攪拌，加入剩下的催化劑，分散均勻，最后真空脫水制得組分A ；d、制備有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料將A組分和B組分按5:1-5:13比例均勻混合，充分攪拌，即得成品。
全文摘要
一種有機硅改性雙組分溶劑型聚氨酯防腐涂料及制備方法，它由Ａ、Ｂ兩種組份組成，所述Ａ組份由如下質量百分比的原料合成有機硅改性聚酯多元醇5～70%、顏填料5～60%、混合溶劑10～50%、催化劑0～0.05%、流平劑1～5%、偶聯(lián)劑0～0.2%、防沉劑0.3～0.5%、潤濕分散劑0.1～0.5%、防結皮劑0.2～1.4%、消泡劑0.2～0.5%；所述Ｂ組份為5～50%的TDI-TMP加成物。本發(fā)明涂料具有高固體含量、高附著力、耐高溫、耐磨損、耐濕熱、耐酸蝕、疏水性強、常溫施工等特性，適用于一般金屬及混凝土設施的防腐，尤其適用于電站脫硫后煙囪內壁的防腐，解決了現(xiàn)有防腐涂料存在的缺陷。
文檔編號C09D5/08GK102101969SQ20101061884
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者趙毅, 陳海松 申請人:華北電力大學(保定)