0·引言
    腐蝕是一種由于材料與環(huán)境反應(yīng)而引起的材料的破壞和變質(zhì)。腐蝕過(guò)程是熱力學(xué)自發(fā)過(guò)程，是不可逆轉(zhuǎn)的。據(jù)美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)的權(quán)威統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕造成的損失仍然占到GDP的3%~5%。因此，尋找合適的方法防止材料的腐蝕對(duì)于創(chuàng)建資源節(jié)約型社會(huì)來(lái)說(shuō)具有科學(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。日本腐蝕和防腐蝕協(xié)會(huì)調(diào)查表明[2]，在涂料、金屬表面處理、耐腐蝕材料、防銹油、緩釋劑、電化學(xué)保護(hù)、腐蝕研究等七大防腐蝕費(fèi)用中，采用涂料防腐蝕所花的經(jīng)費(fèi)占62%，這足以說(shuō)明涂料防腐蝕方法的實(shí)用和重要性。而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，其用量?jī)H次于醇酸樹(shù)脂涂料，如2000年美國(guó)聚氨酯涂料消耗量為62.8萬(wàn)t，占總產(chǎn)量的11%，其中建筑業(yè)(木地板及水泥地板)用7.5萬(wàn)t，汽車修補(bǔ)用7.3萬(wàn)t，儲(chǔ)油罐和管道防腐蝕用48萬(wàn)t[。
    聚氨酯(Polyurethane)是由多異氰酸酯(含—NCO)和大分子多元醇(含—OH)聚合而成的樹(shù)脂。在聚氨酯大分子中由于存在大量的氫鍵，分子間作用力大，大分子鏈對(duì)多數(shù)化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定，所以以聚氨酯為成膜物質(zhì)而配成的聚氨酯防腐涂料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、抗?jié)B透性、耐磨性、堅(jiān)韌性以及強(qiáng)的附著力等特性，而且在聚氨酯大分子中可變化的因素很多，可以根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其能更好地滿足實(shí)際需要。較其他涂料而言，因聚氨酯涂料優(yōu)異的性能，從而奠定了它在防腐蝕涂料領(lǐng)域中極其重要的地位。
    1·聚氨酯防腐蝕涂料的分類
    聚氨酯防腐涂料通常是通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)在基材上成膜和硫化交聯(lián)的，因此聚氨酯防腐涂料屬于反應(yīng)型涂料，它主要分為單組分潮氣固化型防腐蝕涂料、雙組分聚氨酯防腐蝕涂料、聚氨酯粉末涂料等。
    1.1單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料
    1.1.1反應(yīng)原理
    單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料(Moisture-cured Polyurethanes，簡(jiǎn)稱MCU)是由含有羥基的大分子化合物(如聚醚樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、蓖麻油樹(shù)脂)與過(guò)量的多異氰酸酯反應(yīng)生成的芳香族或脂肪族異氰酸根端基的預(yù)聚物、溶劑(低水分含量)、顏料(化學(xué)活性和電化學(xué)顏料)、除水劑、助劑、催化劑(特別是脂肪族MCU)組成。單組分潮氣固化型聚氨酯涂料施工后，通過(guò)預(yù)聚物中的—NCO與水反應(yīng)生成脲鍵而固化成膜。這一反應(yīng)分為兩個(gè)階段[5]：首先水與—NCO反應(yīng)生成不穩(wěn)定的氨基甲酸，隨即分解為胺和二氧化碳；二氧化碳從涂膜中揮發(fā)，而胺繼續(xù)與剩余的—NCO反應(yīng)生成脲，這也就是潮氣固化型聚氨酯涂料具有耐久性、耐腐蝕性、耐化學(xué)性和良好的保色性的道理。其具體反應(yīng)過(guò)程如式(1)、式(2)、式(3)所示。
    
    潮氣固化型聚氨酯的干燥時(shí)間取決于相對(duì)濕度和溫度。因此在涂料固化時(shí)，需要既考慮濕度，又考慮溫度，這意味著在較低溫度下，空氣中水較少，干燥速度會(huì)變慢，相反，在較高溫度下，空氣中水分較多，意味著更多的水與—NCO反應(yīng)，反應(yīng)速度將要加快，因此，在配方設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)預(yù)先考慮施工時(shí)的環(huán)境條件。
    1.1.2涂料特點(diǎn)
    單組分潮氣固化型聚氨酯防腐蝕涂料是防腐蝕涂料的重要品種，主要是由于它具有以下優(yōu)勢(shì)[6]：
    (1)施工簡(jiǎn)便，對(duì)底材處理要求不高，和其他單組分涂料不同的是，單組分聚氨酯無(wú)需工件表面干燥，即使工件表面有一層水膜也可完全固化。
    (2)施工范圍寬，一般零度以上、相對(duì)濕度在30%~98%均可施工，即使在冬天、霧天、甚至細(xì)雨天的潮濕基面上，也能夠正常地施工干燥，施工后1~2 h就可以達(dá)到涂膜觸干，空氣濕度越高，固化時(shí)間越短。
    (3)潮氣固化型聚氨酯涂料中含有大量的脲鍵、氨基甲酸酯鍵，因此涂膜的耐磨性較雙組分聚氨酯更好，耐化學(xué)品性、耐特種潤(rùn)滑劑、防原子輻射性、耐水性、附著性和柔韌性優(yōu)異。
    (4)潮氣固化型聚氨酯涂料既可作為面漆，又可作為底漆，對(duì)各種基材都有很好的表面容忍性和附著力。
    (5)涂料具有優(yōu)異的耐水性和耐化學(xué)品性，可以用于被浸濕的條件下，能夠和陰極保護(hù)一起使用。
    1.1.3濕氣直接固化聚氨酯涂料
    該聚氨酯涂料是由聚氨酯預(yù)聚物加溶劑配制而成。為了能使涂膜順利地固化，應(yīng)先將預(yù)聚物進(jìn)行預(yù)先擴(kuò)鏈，以增加其相對(duì)分子質(zhì)量。在配制好的涂料中含少量游離的—NCO基，它們可與空氣中的水分反應(yīng)而使涂膜交聯(lián)固化。這種聚氨酯涂料的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，缺點(diǎn)是因含活潑的—NCO基，它易與空氣中的水分反應(yīng)，故儲(chǔ)存期短，一般為1 a左右。
    1.1.4烘干型封端聚氨酯涂料
    封端聚氨酯是利用多異氰酸酯與酚類化合物反應(yīng)形成氨基甲酸酯，其特點(diǎn)是加熱可重新分解出—NCO。將它與大分子多元醇混合構(gòu)成單組分涂料，在儲(chǔ)存過(guò)程中穩(wěn)定，烘烤時(shí)分解出的—NCO與—OH固化成膜。一般涂層固化成膜的烘烤溫度大約為100~160℃。選擇封端劑時(shí)應(yīng)考慮脫封溫度，通常可選用苯酚、甲酚、乙酞乙酸乙酯等，另外，加入催化劑可降低脫封溫度。常規(guī)情況下，脫封溫度低的產(chǎn)品儲(chǔ)存穩(wěn)定性也差。
    單組分聚氨酯涂料除了上面兩種外，還有單組分濕氣活化潛催化劑聚氨酯涂料、單組分催化濕氣固化聚氨酯涂料、氧固化聚氨酯改性油等。
    1.2雙組分聚氨酯防腐蝕涂料
    1.2.1涂料特點(diǎn)
    這是一種最常見(jiàn)的聚氨酯涂料。該類涂料分為兩個(gè)組分，一份含多異氰酸酯，另一份含大分子多元醇以及各種添加劑和催化劑等。使用時(shí)按一定比例混合即可，現(xiàn)用現(xiàn)配。正是由于多元醇部分可以任意調(diào)節(jié)，固化劑部分也有較多的品種可以選擇，因此普通聚氨酯涂料所具有的特點(diǎn)在聚氨酯防腐蝕涂料中也都有。雙組分聚氨酯防腐蝕涂料主要有如下特點(diǎn)[9]：
    (1)涂料固化后形成的交聯(lián)的分子結(jié)構(gòu)使涂膜具有優(yōu)異的不透水和不透氧性能，能耐水、溶劑、鹽水浸泡，具有優(yōu)良的防腐蝕性能。
    (2)固化后的聚氨酯涂膜內(nèi)含有較強(qiáng)極性基團(tuán)，氨酯鍵之間可形成氫鍵，因此能和基底形成緊密附著，具有優(yōu)異的附著力和優(yōu)異的耐磨性。
    (3)選擇不同羥基組分的羥值和多異氰酸酯固化劑的—NCO值就可以獲得不同交聯(lián)度的涂膜。而且用于提供羥基的多元醇樹(shù)脂的選擇性很廣，通過(guò)羥基組分選擇，就可以獲得對(duì)特定腐蝕介質(zhì)穩(wěn)定性好的涂料。
    (4)比環(huán)氧樹(shù)脂防腐蝕涂料具有更低的施工溫度，可在零度甚至更低溫度施工，可制備適用于低溫潮濕環(huán)境下使用的防腐蝕涂料。
    (5)雙組分聚氨酯涂料兩組分需按比例精確配制，現(xiàn)配先用，有施工期限。
    1.2.2環(huán)氧聚氨酯防腐蝕涂料
    環(huán)氧樹(shù)脂具有高模量、高強(qiáng)度、優(yōu)良的附著力和低收縮率；對(duì)水、中等酸、堿和其他溶劑有良好的耐蝕性，耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)，并可直接參與水性聚氨酯的合成反應(yīng)，提高水性聚氨酯涂膜的綜合性能[10]。因此環(huán)氧樹(shù)脂也被廣泛用于水性聚氨酯的改性以提高涂料的耐腐蝕性。Eram等[11]用冰醋酸和雙氧水將亞麻籽油和水黃皮籽油進(jìn)行環(huán)氧化制得環(huán)氧樹(shù)脂，再將上述產(chǎn)物繼續(xù)羥基化后與異氰酸酯反應(yīng)制得了兩種聚氨酯。實(shí)驗(yàn)將其分別涂覆在經(jīng)過(guò)處理的低碳鋼鋼板上，待其干燥后分別浸入3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)NaCl、5%HCl、水和甲苯中進(jìn)行抗腐蝕劑測(cè)試，結(jié)果表明，二者均具有較好的耐腐蝕性。李翠景等[12]用環(huán)氧樹(shù)脂、甲苯二異氰酸酯(TDI)與三羥甲基丙烷(TMP)的加成物作固化劑制成的防腐蝕涂料，既具有環(huán)氧樹(shù)脂的高附著力、高強(qiáng)度、低收縮率、耐化學(xué)品性和防腐性，又具有聚氨酯的優(yōu)良柔韌性、耐磨、耐油、高豐滿度、耐老化性能和成膜性能。
    1.2.3丙烯酸聚氨酯防腐蝕涂料
    由于丙烯酸優(yōu)異的耐候性、保光保色性、不泛黃、耐化學(xué)腐蝕、抗污染等優(yōu)點(diǎn)，因此用丙烯酸改性聚氨酯也具有十分好的應(yīng)用價(jià)值。
    曾德淼等[13]設(shè)計(jì)了一種用于鐵道機(jī)車的防腐蝕底漆，在該配方中，選用兩種丙烯酸樹(shù)脂復(fù)配，具有不同的玻璃化溫度，樹(shù)脂A高羥基含量提供較高交聯(lián)密度，樹(shù)脂B柔性丙烯酸樹(shù)脂提供涂膜柔韌性，消除涂膜內(nèi)應(yīng)力，增加附著力。這種涂料可以低溫固化，在5℃的干燥速度是環(huán)氧樹(shù)脂的2倍，鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)達(dá)到500 h以上，符合鐵道部對(duì)底漆的要求。
    1.2.3含氟聚氨酯防腐蝕涂料
    含氟聚氨酯涂料系采用三氟氯乙烯、乙烯基化合物、烯酸、乙烯基醚的四元共聚物氟烯烴/乙烯基醚共聚樹(shù)脂作基本漆料(即FEVE樹(shù)脂)，采用脂肪族異氰酸酯(如縮二脲多異氰酸酯、HDI三聚體)為固化劑，常溫交聯(lián)成膜的一種涂料。其除具有PVDF體系具有的顏料潤(rùn)濕性和柔韌性外，還具有良好的溶劑可溶解性、透明性、光澤、硬度和可交聯(lián)性，主要特點(diǎn)是樹(shù)脂中含有大量的F—C鍵，其鍵能為485J/mol，在所有化學(xué)鍵中堪稱第一。在受熱、光(包括紫外線)的作用下，F(xiàn)—C鍵難以斷裂，因此顯示出超強(qiáng)的耐候性及耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，所以其穩(wěn)定性是所有樹(shù)脂涂料中最好的[14]。田軍等[15]將三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)、金屬氧化物填料和經(jīng)過(guò)60Co-γ射線處理的聚四氟乙烯(PTFE)按比例混合于酮和芳香烴組成的混合溶劑中研磨，然后加入聚氨酯樹(shù)脂成涂料。在兩個(gè)氮?dú)鈮毫ο?，將涂料噴涂于干凈的碳鋼底材上，室溫固?2 h制得耐腐蝕性聚合物膜。實(shí)驗(yàn)研究表明，隨涂料中PTFE含量的增加，表面聚四氟乙烯的聚集程度增大。PTFE含量小的涂料，其涂層表面為孔狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)涂料中PTFE含量增加時(shí)，涂層表面呈片狀結(jié)構(gòu)。并且涂層的表面能各分量與聚四氟乙烯材料的值相近，它與水的浸潤(rùn)熱為負(fù)值，涂層開(kāi)始與水浸潤(rùn)時(shí)，潤(rùn)濕不是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。其需要外界的能量漲伏和浸潤(rùn)時(shí)間，才能形成自發(fā)的潤(rùn)濕。可見(jiàn)，涂層表面具有很強(qiáng)的疏水性質(zhì)，因而該涂層具有良好的耐腐蝕性。
    1.2.4有機(jī)硅改性的聚氨酯防腐蝕涂料
    有機(jī)硅改性聚氨酯涂料是指聚氨酯分子主鏈或側(cè)鏈上引入Si—O或Si—C鍵的合成樹(shù)脂涂料[16]，聚氨酯涂料具有突出的耐磨損性、耐化學(xué)品性、耐油性、具有良好的可焊性，但耐熱性、耐低溫性、三防性和電絕緣性不夠理想。而有機(jī)硅涂料具有耐熱性好、耐候好、疏水性好、生理惰性等優(yōu)點(diǎn)，因此有機(jī)硅改性聚氨酯可以綜合二者的優(yōu)異性能，彌補(bǔ)聚氨酯材料的不足。隨著新材料的深入研究，有機(jī)硅改性聚氨酯材料的性能亦將更加優(yōu)異，以滿足不同行業(yè)和領(lǐng)域的各種需求。王金偉等[17]通過(guò)二氯甲基硅烷直接水解然后用含氨基的氯硅烷封端成功地合成了氨基硅油；然后用氨基硅油與異氰酸基封端的低聚物共聚合成了氨基硅油改性的聚氨酯。紅外光譜分析表明氨基硅油的合成及其對(duì)聚氨酯的改性是成功的；鹽霧實(shí)驗(yàn)表明，改性后的聚氨酯對(duì)銅表面的防腐蝕性能有較大提高。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)硅的引入增加了聚氨酯的表面疏水性。然而，不同相對(duì)分子質(zhì)量的氨基硅油改性聚氨酯后，對(duì)金屬表面防腐性能的影響有待于進(jìn)一步研究。
    1.2.5納米改性的聚氨酯防腐蝕涂料
    由于納米粒子具有許多特殊的性質(zhì)，如表面尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)等，引起了科學(xué)工作者的廣泛興趣。同樣，它在改性聚氨酯防腐蝕涂料方面也產(chǎn)生了良好的效果。
    Y W Chen—Yang等[18]先用雙十二烷基二甲基溴化銨和4,4-二氨基二苯基甲烷對(duì)蒙脫土進(jìn)行改性，然后將其加入適量的聚丙二醇、1,4-丁二醇和2,4-甲苯二異氰酸酯中進(jìn)行插層聚合制得了兩種納米改性聚氨酯。實(shí)驗(yàn)用塔菲爾法研究了聚合物的防腐性能，結(jié)果表明，納米粒子的加入量為2%時(shí)，改性聚氨酯的防腐性能較純的聚氨酯有了較大的提高。Saha等[19]將球狀的納米TiO2、片狀的納米粘土、以及棒狀的納米纖維用來(lái)改性聚氨酯泡沫。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所有實(shí)驗(yàn)中，僅僅加入1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米粒子就可以使聚合物的熱力學(xué)性能和機(jī)械性能大大提高。同時(shí)提高了聚氨酯的防腐性能。但是由于納米粒子成本較高，使其廣泛應(yīng)用受到了限制。
    1.3聚氨酯粉末涂料
    聚氨酯粉末涂料是將涂料粉末涂于基體表面，并且烘干硫化。在烘干過(guò)程中，粉末熔融并粘合形成一種光滑的無(wú)孔涂層，同時(shí)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，從而將熱塑性粉末轉(zhuǎn)變成一種硬的耐久的防護(hù)涂層。
    聚氨酯粉末涂料由樹(shù)脂狀多元醇(如含羥基的對(duì)苯二甲酸樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂)與封端的多異氰酸酯(如己內(nèi)酞胺封端的TDI或IPDI)組成。除此之外，還含顏料、填料和流動(dòng)改性劑。涂料的烘烤溫度為150~200℃(需10~35 min)，每噴涂一遍可獲得40~150μm厚的涂層。聚氨酯粉末涂料由于具有優(yōu)異的流動(dòng)性和附著性，因此其涂膜具有良好的機(jī)械性能和很高的耐磨性，以及耐腐蝕性和耐溶劑性。聚氨酯粉末涂料已在家電、空調(diào)、建材、汽車部件和摩托車部件中得到廣泛的應(yīng)用。吳防修[20]將聚氨酯粉末涂料應(yīng)用于摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的涂裝，具有良好的耐腐蝕性能。將聚氨酯粉末涂料以含羥基聚酯樹(shù)脂與封閉異氰酸酯固化劑為基料，加流平劑、顏填料等經(jīng)混合、熔融、擠出、粉碎而成。
    1.4高固體分聚氨酯防腐蝕涂料
    100%固體含量聚氨酯防腐涂層技術(shù)于20世紀(jì)70年代在北美開(kāi)發(fā)成功[21]，目前已經(jīng)成為北美采用最廣泛的防腐涂層技術(shù)之一，代表了21世紀(jì)涂料工業(yè)的發(fā)展方向，它的噴涂技術(shù)先進(jìn)，質(zhì)量穩(wěn)定，涂層固化快，施工方便快捷，效率極高，可廣泛應(yīng)用于鋼材、鑄鐵，水泥等多種基體的防腐蝕。
    100%固體含量聚氨酯涂料通常包含兩種組分：一種是多異氰酸酯溶液，另一種是多元醇溶液，該涂料已被定義為ASTM D16V型聚氨酯涂料[22]。當(dāng)兩種組分混合時(shí)，反應(yīng)形成聚氨酯涂層，其反應(yīng)過(guò)程是快速、放熱的化學(xué)聚合反應(yīng)過(guò)程。所謂“100%固體含量”含義是涂料不用任何溶劑溶解、帶走或減少任何涂料樹(shù)脂，也就是說(shuō)，這些樹(shù)脂正常情況下仍為液體狀態(tài)，涂覆后100%轉(zhuǎn)換成固體涂層。
    2·影響聚氨酯防腐蝕涂料施工及涂膜性能的因素
    聚氨酯防腐蝕涂料的配方及施工對(duì)于發(fā)揮防腐蝕涂料的功能是非常重要的。防腐蝕涂料的失效主要是由于涂料配方設(shè)計(jì)不當(dāng)、基材表面處理。施工或具體操作的不當(dāng)引起的。
    2.1 NCO/OH比值的影響[23]
    在聚氨酯涂料配方中，需要考慮多方面的因素。配方的組分變化將帶來(lái)性能方面的改變。雙組分聚氨酯涂料的計(jì)量比應(yīng)考慮到高濕環(huán)境中—NCO與水的反應(yīng)影響，還有可能來(lái)自溶劑、顏料、基材上的水分吸附。此外，異氰酸酯的品種也會(huì)對(duì)涂膜性能產(chǎn)生較大影響，芳香族異氰酸酯涂膜在戶外使用耐久性差，嚴(yán)重泛黃，但其價(jià)格較低。不同的異氰酸酯固化劑的反應(yīng)性也是有差別的，在配方中必須考慮到使用不同種類和用量的催化劑。
    多異氰酸酯組分具有高反應(yīng)性，而且它通常是配方中價(jià)格最昂貴的部分，故聚氨酯涂料多數(shù)在重要的應(yīng)用場(chǎng)合下使用，為此聚氨酯涂料的配方較其他類型涂料要求更加精確，準(zhǔn)確計(jì)量是非常關(guān)鍵的，以確保—NCO與—OH完全反應(yīng)。配方一般設(shè)計(jì)成—NCO過(guò)量以保證反應(yīng)徹底，設(shè)計(jì)配方時(shí)，需要在性能和價(jià)格方面進(jìn)行平衡。雙組分涂料的一個(gè)重要參數(shù)是NCO/OH的值。在室溫固化體系中，NCO/OH為1.1:1或以上的比例能給予涂膜較好的性能。
    若NCO/OH小于1，則有一部分低相對(duì)分子質(zhì)量的多元醇組分會(huì)留在涂膜中未反應(yīng)，生成較軟的膜層，涂層的耐化學(xué)性較差，涂膜彈性增加，由于遺留下極性的羥基，使涂膜的交聯(lián)密度降低，但是由于極性基團(tuán)的存在，可能增加涂料在某些基材上的附著力，因此如果這種涂料上面再涂覆雙組分聚氨酯涂料的話，殘留的—OH將會(huì)與上層涂料的—NCO反應(yīng)，有益于增加涂料層間附著力。但是多余的多元醇將會(huì)大大降低涂膜的耐化學(xué)性和耐久性，因此NCO/OH小于1的配方僅用于底漆或膜下的涂層。
    若NCO/OH大于1，則來(lái)自溶劑、顏料與空氣中的水分和多異氰酸酯反應(yīng)生成的胺，與異氰酸酯繼續(xù)反應(yīng)生成脲鍵，反應(yīng)很快。由于每個(gè)水分子會(huì)造成兩個(gè)—OH未反應(yīng)，因此使用過(guò)量的—NCO，可以使殘留未反應(yīng)的—OH量降至最低，相應(yīng)的改善了涂膜的耐溶劑性。且生成的涂層比僅僅只有—NCO與—OH反應(yīng)有較高的玻璃化溫度Tg值，涂膜的物理力學(xué)性能也可能提高。由于脲鍵的形成，涂層的耐化學(xué)性和耐久性得到保證。—NCO組分過(guò)量會(huì)使涂料VOC較低。
    2.2溶劑的影響[24]
    聚氨酯涂料(雙組分或潮氣固化型)對(duì)溶劑體系非常敏感。異氰酸酯很容易與胺、羥基與其他活性氫化合物反應(yīng)，溶劑應(yīng)嚴(yán)禁含有上述基團(tuán)，避免采用醇溶劑(特別是伯醇，其活性氫的反應(yīng)活性要強(qiáng)于仲醇和叔醇)和二元醚醇溶劑。聚氨酯在非極性溶劑中的反應(yīng)速度要快于非極性溶劑，因此制造聚氨酯涂料可以通過(guò)利用非極性溶劑提高反應(yīng)速度，而在最終產(chǎn)品里極性溶劑的使用可以使施工期限延長(zhǎng)。
    2.3顏料和其他涂料組分的影響[25]
    某些顏料不能在聚氨酯涂料中使用，其原因可能是它們對(duì)聚氨酯反應(yīng)有催化的功能。例如，氧化鋅顏料將某種程度縮短涂料的施工期限。有些有機(jī)原料或顏料也可能作為催化劑或反應(yīng)物阻礙反應(yīng)。有些顏料特別是表面處理過(guò)的顏料可能會(huì)和金屬催化劑作用。
    在聚氨酯涂料的制備中，pH值的影響也不能忽視，大多數(shù)情況下，高堿性顏料將促進(jìn)反應(yīng)，而一些酸性物質(zhì)將阻礙反應(yīng)。片狀顏料特別是酸性顏料將嚴(yán)重阻礙聚氨酯涂料的固化反應(yīng)，在這種涂料體系中，催化劑的用量是平常用量的2~3倍，催化劑大量殘余在固化后的涂膜中將降低涂膜的戶外耐久性。聚氨酯合成原料中的雜質(zhì)也能夠促進(jìn)氨基甲酸酯反應(yīng)(如鈷、錫和鐵化合物)或阻礙反應(yīng)(如銅化合物)。有的顏料可能會(huì)引起失光，如非金屬氮類顏料甲苯胺紅，因?yàn)檫@種顏料很容易在聚氨酯涂料的溶劑中發(fā)生部分溶解；磷酸鋅類防銹顏料也會(huì)明顯地縮短施工期限，混合時(shí)黏度提高(特別是較長(zhǎng)的儲(chǔ)存期過(guò)后)，還有一些物質(zhì)可能會(huì)從涂膜中脫離出來(lái)，嚴(yán)重影響涂膜的耐久性?？傊?，影響聚氨酯防腐蝕涂料施工及涂膜性能的因素是多方面的，在配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以考慮。
    3·總結(jié)與展望
    因?yàn)榇蠖鄶?shù)聚氨酯涂料在耐水性和耐水解方面并不比其他涂料更好，因此，在防腐蝕涂料中，常采用對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性的方法，以提高涂膜的耐腐蝕性。近年來(lái)，聚氨酯防腐涂料因其卓越的性能得到了快速的發(fā)展，研究者制備出了不同性能且可以適應(yīng)不同環(huán)境的涂料。但是它們自身也存在一些缺點(diǎn)，如含氟涂料、納米涂料成本較高，因此，如何將它們各自優(yōu)異的性能整合而制備出復(fù)合型涂料可能是今后發(fā)展的方向。我們堅(jiān)信，隨著科學(xué)工作者的不斷努力，會(huì)有更高性能、適用性更廣的聚氨酯型防腐涂料的出現(xiàn)。