聚氨酯防腐涂料的改性及其性能研究進展

王明(四川東材科技集團股份有限公司，四川 綿陽 621000)

0 引言

材料腐蝕對材料應用、設備質量等會產生直接的影響。所以，采用簡單、有效、性價比最高的方法對防腐涂料進行防護。防腐涂料中聚氨酯防腐涂料本身具有耐磨損性、耐腐蝕性，而且具有良好的柔韌性、附著力以及可調空性。與其他防腐涂料比較，聚氨酯的耐老化性比較高，在氫鍵被破壞后，具有一定的自愈能力。在對聚氨酯防腐涂料的防腐機理進行研究中，其中包含物理屏蔽、緩蝕鈍化、犧牲陽極三種[1]。基于此，在對聚氨酯防腐涂料的進行改進以及性能進行研究中，則可以根據分散介質的差異性，對防腐涂料的實際應用進行控制，實現防腐涂料的性能提升。

1 有機化合物改性

有機化合物的性能改進需要根據聚氨酯的化學或者物理特性進行性能優化，在環氧樹脂的性能優化與控制中，需要通過對網狀結構進行結合與優化，提高聚氨酯的抗油性、介質性以及使用的耐磨性。環氧樹脂改性聚氨酯在進行制備中，其中包含機械共混法以及化學共聚法為主。第一種方法是通過物理手段，并進行固化處理，沒有化學鍵的連接，其實際的性能相對比較低。在利用環氧樹脂的環氧基團與聚氨酯預聚體進行共聚反應，并通過共聚處理，實現有機化合物的性能改進與優化。

趙文在進行研究中，其在進行制備的過程中，是利用環氧樹脂的固化進行酸堿處理，并對表面漆膜的穩定性、抗腐蝕特性等方面進行綜合控制，在對表層漆膜進行處理的視角下，降低漆膜起泡以及脫落等問題的發生概率[1]。在防腐處理與控制的基礎上，需要對其酸堿性進行中和與處理，提高防腐涂料的實際應用效果。

從有機硅性能改進的角度進行分析，有機硅化合物本身具有低溫柔韌性、耐熱性、耐候性、電絕緣性等，而且表面能比較低，但是其存在力學強度低、附著力比較差。在對有機硅以及聚氨酯樹脂的性能進行優化下，可以提高其實際的應用效果。

梁西振[2]在對聚氨酯的制備進行研究與分析中，則是利用硅氧基官能團的聚合物進行優化與控制，并將其涂覆在鋁合金的表面，這對提高抗腐蝕效果方面有積極作用。在表面形成SiO2后，可以對電解質的擴散進行控制，提高防腐控制水平。

從有機氟性能改進與優化的角度進行分析，有機氟化合物本身具有疏水性、那熱性、耐化學品性等特性。但在實際應用中，其溶解性相對比較差，這對其應用范圍會產生直接的限制。通過氟化合物與聚氨酯基體的融合，可對微結構進行整合，在實現聚氨酯疏水性、綜合性能控制的基礎上，可實現聚氨酯基體的疏水控制效果提升。在對防腐介質進行控制中，可通過聚氨酯的防腐介質添加，實現聚氨酯的防腐控制效果提升。在材料分析排列與控制中，可通過聚氨酯進行性能改進與優化，在有機化合物整合與控制的基礎上，可實現聚氨酯的防腐性能提升。

2 納米材料改性

在對納米材料的性能進行改進與優化的過程中，則需要通過聚氨酯基體的融合以及非共價鍵處理等方式，實現納米材料在聚氨酯防腐控制中的應用效果提升。在納米材料中，由于納米材料本身的結構尺寸相對比較小，而其表面能比較大，所以在實際應用中，極容易出現團聚的情況。基于此，在利用共價鍵對其三維網狀結構進行優化中，則需要針對結構分子的活性進行控制，并將結構分子與聚氨酯的基體融合在一起，在進行結構優化與控制的基礎上，可提高聚氨酯的材料性能以及綜合應用效果。納米材料的結構變化與聚氨酯基體融合，可通過基體溶解與共價鍵強化等方式，實現防腐的作用力提升。在防腐涂料優化與控制的過程中，則需要在共價鍵以及非共價鍵等結構優化的視角下，可提高聚氨酯的防腐控制效果提升。

王海玲[3]在對疏水性的納米進行性能優化與控制的過程中，則需要通過物理分散的方式，對聚氨酯/納米復合材料的滲透性、性能等方面進行綜合控制，在通過電解液的離子進行控制時，可實現網狀結構的優化，在優化聚氨酯內部結構的視角小，則需要通過防腐結構優化，提高聚氨酯/納米復合材料的抗腐蝕特性。為解決涂料的防腐問題，在聚氨酯基體以及聚氨酯結構控制中，則需要對其內部結構進行優化，從而實現防腐控制效果提升。

張月等[4]在對納米TiO2的性能進行優化中，則需要從納米級化、表面電子構成、電性特征以及微觀晶型結構等方面進行綜合控制，在聚氨酯中引入TiO2，可實現聚氨酯基體的機械性能、耐腐蝕性等特性的綜合提升。通過電化學阻抗進行控制中，可對不同用量微米/納米TiO2對聚氨酯涂層的耐腐蝕性進行優化，對實現防腐涂料的綜合性能提升方面有積極作用。

在對聚氨酯/納米復合材料進行優化的過程中，則需要通過電化學阻抗譜的方式，對聚氨酯涂層中的基體比值以及其滲透能力等方面進行綜合控制，在涂層信息處理與控制的基礎上，可通過聚氨酯涂層滲透與結構控制，實現聚氨酯/納米復合材料的穩定性、防腐性等方面的綜合提升。在對聚氨酯/納米復合材料的層狀晶體進行綜合控制的基礎上，可通過共價鍵的連接，提高聚氨酯/納米復合材料的防腐水平。層狀硅酸鹽的性能改進與優化，則是在聚氨酯/納米復合材料分布、結構控制的角度，實現聚氨酯/納米復合材料的防腐控制效果提升。在利用層狀硅酸鹽的過程中，則需要對層狀硅酸鹽的結構、參數結構等方面進行綜合優化，進而滿足聚氨酯防腐水平提升。

在進行剝離與控制的過程中，將蒙脫土引入到聚氨酯中，可通過界面之間的相互作用，實現機械性能、阻隔性能等方面的綜合控制。在實現性能優化與控制的過程中，可通過聚氨酯/納米復合材料的應用，對防腐性能、填料、擴散等環節的聚氨酯基體進行調整與控制，在實現復合材料運行與控制的基礎上，可優化蒙脫土/聚氨酯復合材料的整體解構，并將其含量控制在3%以下，這對實現蒙脫土/聚氨酯復合材料的實際應用于控制效果提升等方面有積極作用。在蒙脫土/聚氨酯復合材料性能優化與控制中，則需要針對擴散路徑、運行狀態等方面進行優化，在進行蒙脫土/聚氨酯復合材料控制與分析的基礎上，可實現蒙脫土/聚氨酯復合材料的防腐控制效果提升。在對蒙脫土/聚氨酯復合材料的實際應用進行研究中，則需要通過結構擴散路徑優化與控制的基礎上，提高氧氣以及水等成分的擴散控制效果，這對進一步提高蒙脫土/聚氨酯復合材料的防腐性能方面有積極作用。

碳納米管在進行改進與優化中，其是通過碳六邊形構成納米空心管狀材料，具有低密度、高長徑比以及優異的力學性能、電性能、化學穩定性等特點。將碳納米管引入到聚氨酯基體中，可實現復合材料的綜合性能提升。在對碳納米管進行性能優化中，添加聚氨酯基體中，并通過靜電噴涂的方式，制備MWCNTs/卷層復合涂層，其實際應用效果比較顯著。多壁碳納米管可以鑲嵌在聚氨酯顆粒的孔隙中，強化涂層的致密性，減少介質在涂層中的滲透。隨著填料含量的增加，涂層的耐腐蝕性逐漸降低，在MWCBTs含量下降到0.5%的狀態下，復合涂層的電阻率可以達到1.11×103Ω·m，而且耐腐蝕比較強，在出現團聚的狀態下，其實際含量以及分散度等可實現耐腐蝕性提升。

石墨烯以及氧化石墨烯的性能改進則是以二維石墨碳材料為主，在實際應用中，則可以通過含氧官能團，加入石墨烯或者氧化石墨烯，在增加腐蝕介質的基礎上，可對腐蝕路徑的彎曲度進行控制，實現耐腐蝕性的綜合提升。石墨烯的無利分散，可通過填料就容量的控制，實現防腐性能的進一步提升。添加范圍在0.25%～0.5%之間，在對防腐性能的影響因素進行分析的基礎上，可添加適當的石墨烯、氧化石墨烯，腐蝕介質的擴散路徑會變成彎曲路徑，但在添加含量過大的情況下，大量的微裂紋會起到主導作用，腐蝕介質通過微裂紋記性快速擴散。在這一過程中，氧化石墨烯/聚氨酯涂層的防腐性能逐漸提升，氧化石墨烯的官能團可提高分散性，而且晶格結構在一定程度上被破壞，則可通過石墨烯的添加控制，實現石墨烯/聚氨酯涂層的防腐控制效果提升。

3 復合改性

復合改性在實際應用中，可以針對聚氨酯防腐涂料的綜合性能進行優化，在復合材料優化與控制下，可通過聚氨酯基體復合與控制，實現耐生物性提升。隨著填料含量的逐漸增加，復合涂層的熱穩定性、玻璃化轉變溫度、耐腐蝕性等相對提高。在進行性能優化與控制中，可通過復合材料的結構調整，實現復合材料的防腐性能水平提升。M Mahmudzadeh等在進行研究與分析中，利用硅氧烷改性ZnO，可以得到硅氧烷ZnO粒子，然后可以與聚氨酯基體進行復合，實現涂層耐腐蝕性、耐生物性能的綜合提升[5]。左莎莎等在對聚氨酯防腐涂料的性能進行改進與優化的基礎上，可實現耐腐蝕、耐輻射等綜合性能的進一步提升[6]。

4 結語

綜上所述，聚氨酯防腐涂料的防腐機理、改性方法等，則需要通過聚氨酯分析的可設計性，對復合改性技術的應用進行優化，這對防腐控制效果提升方面有積極作用。在對防腐涂料的改性進行研究與分析中，則需要在產業化轉變的基礎上，對防腐涂料的性能、技術應用等方面進行綜合控制，在聚氨酯防腐涂料性能優化的基礎上，可實現聚氨酯防腐涂料的性能提升。