金屬材料以優(yōu)良的機(jī)械和工藝性能在材料領(lǐng)域占據(jù)重要地位，但是金屬的易腐蝕性給我們帶來的難以估計(jì)的巨大損失是我們最頭痛和最渴望解決的問題。有相關(guān)資料顯示全球每年因腐蝕造成的損失約10000億美元，約占全年屬總產(chǎn)值的10％。由此可以看出研究防腐材料對眼下的現(xiàn)實(shí)意義。隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益重視和科研工作者的努力，防腐涂料水性聚氨酯的發(fā)展必將帶來一場革命。本文就簡述防腐涂料耐酸耐堿性能的原理與應(yīng)用，來探討水性聚氨酯的歷史與現(xiàn)狀以己今后的發(fā)展。

  一．水性防腐涂料的發(fā)展歷史

  １．在水性防腐涂料發(fā)展的初期,環(huán)保需求并不是涂料化學(xué)師們研究的重點(diǎn)，人們更關(guān)心水性體系的不燃性、較低的氣味及使用水清洗設(shè)備的低成本；另一方面適合這一領(lǐng)域的樹脂較少,防銹顏料也較初級。

  2．20世紀(jì)60年代中期,苯丙共聚物乳液開始出現(xiàn),這些樹脂顯著的特點(diǎn)是低吸水率另一方面與各種防銹顏料的相容性較好。這一時(shí)期逐步形成典型的防腐涂裝體系為:二道底漆、二道面漆或者三道無氣噴涂。

  3．70年代末,鉛系、鉻酸系等傳統(tǒng)防銹顏料被證明對人體及環(huán)境有較大的危害，新型低毒防銹顏料開始成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。自交聯(lián)聚合物分散體在這一時(shí)期也開始出現(xiàn),它表現(xiàn)出較好的防閃銹性、濕附著力及抗化學(xué)品性。

  4．80年代后期，隨著人們對產(chǎn)品性能要求的不斷提高，水性樹脂正向多元化發(fā)展，出現(xiàn)了水性雙組分聚氨酯、環(huán)氧防腐涂料，具有優(yōu)異耐化學(xué)、物理性能和濕附著力;單組分丙烯酸乳液性能進(jìn)一步提高;同時(shí)出現(xiàn)了水性硅烷基、水性氟烷基、水性硅酸鹽納米等新型防腐涂料。

  二．材料特性：

  縱眼望去，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，其用量僅次于醇酸樹脂涂料[。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)展前景的防腐樹脂涂料基料。

  三．防腐原理：

  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?、氧氣等，且存在離子流通的途徑。

  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，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。

  四．水性聚氨酯防腐涂料的分類

  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，且施工簡單。通常需要對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.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，因此，近年來水性雙組分聚氨酯涂料的研究開發(fā)變得十分活躍。

  五.水性聚氨酯的發(fā)展趨勢

  1.國外發(fā)展較早，技術(shù)交先進(jìn)

  從1943年德國的Schlack首先研制出水性聚氨酯至今已有60多年的歷史了，國內(nèi)外對于水性聚氨酯的研究取得了可喜的進(jìn)展，技術(shù)日益成熟和完善。20世紀(jì)90年代美國ARCO化學(xué)技術(shù)公司使用含重復(fù)的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇單元的水分散聚合物、TDI、HDI等多異氰酸酯開發(fā)了雙組分聚氨酯涂料，它結(jié)合了雙組分溶劑涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量的優(yōu)點(diǎn)，S.S.Pathak等用有機(jī)硅MTMS和GPTMS改性水性聚氨酯涂料增強(qiáng)了水性聚氨酯涂料的彈性和機(jī)械應(yīng)力，其降解溫度增長到約206℃，熱穩(wěn)定性得到較大的增加使其適用于航天、海洋、汽車涂料等領(lǐng)域。

  2.國內(nèi)起步晚，技術(shù)處于成長期

  與國外水性聚氨酯系列化、大工業(yè)化的水平相比，國內(nèi)對于水性聚氨酯的研究和開發(fā)仍處于成長階段，需要進(jìn)一步探索。王建田等制備了水性形狀記憶聚氨酯、謝偉等用環(huán)氧樹脂E251和內(nèi)交聯(lián)劑TMP共同改性的水性聚氨酯膠粘劑等，這些都是國內(nèi)水平技術(shù)發(fā)展的證明。

  六．水性聚氨酯的應(yīng)用

  目前，水性聚氨酯防腐涂料的應(yīng)用主要用做防腐面漆，廣泛用于鐵路機(jī)車、橋料、汽車、木器家具、建筑裝飾、等的裝修涂料。水性聚氨酯涂料在木器涂料中占有很大份額，水性聚酯皮革涂料現(xiàn)已取代傳統(tǒng)溶劑型丙烯酸皮革涂飾劑和硝基纖維素涂飾劑成為皮革涂料的主要品種，2006年我國水性聚氨酯涂料消費(fèi)量已達(dá)萬噸規(guī)模。此外，如何提高水性聚氨酯涂料的耐水、抗靜電和抗菌等性能也將成為今后研究的新方向。