濕固化型聚氨酯涂料是含NCO基的預(yù)聚物，通過和空氣中的潮氣反應(yīng)生成脲鍵而固化成膜，常采用分子量較高的蓖麻油醇解物的預(yù)聚體和聚醚預(yù)聚體，NCO基含量為10%~15%。和雙組分聚氨酯涂料相比，其優(yōu)點(diǎn)是使用方便，并可避免雙組分聚氨酯涂料臨用前配制的麻煩和誤差以及余漆隔夜膠化報(bào)廢的弊端。其缺點(diǎn)是配制色漆困難，貯存期較短。固化受濕度的雙重影響，冬季施工困難。
濕固化聚氨酯涂膜中含有大量的脲鍵和脲基甲酸酯鍵。因此涂膜耐磨、耐化學(xué)腐蝕，而特種潤(rùn)滑油，防原子輻射，附著力、耐水性和柔軟性都很好。對(duì)重型設(shè)備振動(dòng)和滾壓，涂膜很少受損。適用于金屬及混凝土表面的防腐涂裝。因這種濕固型聚氨酯涂料時(shí)濕氣固化的，可在高溫環(huán)境下使用，是地下工程和洞穴中最常用的高性能防腐蝕涂料品種之一。
6.7.1 濕固化型聚氨酯清漆的制造
濕固化型聚氨酯清漆常用蓖麻油醇解物和TDI反應(yīng)制含NCO基的預(yù)聚體，NCO基含量一般為10%~15%，它是靠空氣中潮氣的固化，固化速度較慢常需加入催化劑，為了改善其干性，常采用二異氰酸酯和聚醚多元醇（二官能團(tuán)或三官能團(tuán)）在NCO/OH＜2的情況反應(yīng)，先制成含有氨基甲酸酯鍵的端羥基聚醚，然后用這種聚醚和二異氰酸酯反應(yīng)制備含NCO端基的預(yù)聚體，在潮氣作用下不需催化劑即能迅速固化，涂料中NCO基密度越大，分子中支鏈越多，分子量越小，涂膜越趨硬而脆，但耐化學(xué)腐蝕性能，耐磨性則會(huì)提高，采用1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、二元聚醇可降低涂膜的硬度和提高彈性。
6.7.2 濕固化型聚氨酯色漆的制造
因所用的基料對(duì)濕氣極為敏感，容易和顏料、填料中的水分反應(yīng)，所以制備色漆比較困難，尤其是在高濕地區(qū)，困難更大，若仍按常規(guī)方法，則產(chǎn)品膠凝，鼓罐，不能貯存。濕固化聚氨酯色漆通常采用兩種方法來配制：
6.7.2.1 色漿反應(yīng)法（共沸脫水法）
將顏料（含填料）和用于制造預(yù)聚體的含羥樹脂一起研磨分散好，并將全部溶劑一起加入反應(yīng)釜中共沸脫水，冷卻后，加入二異氰酸酯使之完全反應(yīng)，即可制得穩(wěn)定的色漆。
6.7.2.2色漿球磨法
先測(cè)出所用顏料中的水分含量，同時(shí)計(jì)算出要消耗掉這些水分所需TDI或MDI的數(shù)量，然后，將全部顏料和所需TDI或MDI一起加入球磨機(jī)中分散，不時(shí)排放反應(yīng)釋放出的二氧化碳，待顏料所含水分完全消耗掉之后，加入含NCO端基的預(yù)聚體，充分研磨達(dá)到規(guī)定細(xì)度后，出料。
以上兩種方法各有利弊，對(duì)不耐共沸脫水溫度的顏料不宜采用色漿反應(yīng)法，但它對(duì)大多數(shù)顏料還是適用的，而且產(chǎn)品穩(wěn)定。色漿球磨法需首先測(cè)定顏料水分含量，并需要好的球磨設(shè)備，生產(chǎn)中常需排氣，實(shí)為不便，同時(shí)有一部分二異氰酸酯轉(zhuǎn)化成聚脲，很不經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性也欠佳，故不常采用。
【實(shí)例1】 分子量大的多羥基化合物
用分子量較大的聚酯或聚醚（其中可含氨酯鍵）或蓖麻油的醇解物與二異氰酸酯反應(yīng)，NCO/OH為2以上，就是說，把原來的復(fù)雜的大分子用異氰酸酯封端。此種方法，開始時(shí)采用較多，特別是蓖麻油的醇解物型，但這些醇解物型潮氣固化涂料的干性很慢，一般需加胺催化劑，實(shí)際上屬催化固化涂料。
將蓖麻油263.3kg和甘油24.2kg投入反應(yīng)鍋內(nèi)，加熱到240℃，保溫到抽樣。（取樣冷卻到室溫呈透明后）冷卻到150℃?zhèn)溆谩?/div>
先將甲苯二異氰酸酯320kg和二甲苯260kg投入反應(yīng)鍋，升溫到50℃，逐步滴加上述醇解物287.5kg,溫度控制在60~65℃，加完后，在60~65℃保溫到取樣呈透明，逐步升溫到100℃，保溫0.5h，加入二甲苯260kg，冷卻到50℃以下，經(jīng)絲娟過濾，包裝，產(chǎn)品中固體含量為（50±2）%，色澤（鐵鈷法）≤7，粘度（涂料4號(hào)杯，25℃）15~30s。
【實(shí)例2】 分子量低的多羥基化合物
分子量較低的二元或三元的聚醚與二異氰酸酯反應(yīng)，NCO/OH低于2，一般在1.2~1.8之間，在異氰酸酯封端的同時(shí)，使預(yù)聚物的分子量提高，聚醚鏈段中間嵌入氨酯鍵，提高機(jī)械強(qiáng)度，并保證涂層迅速干燥。這種方法目前已廣泛使用采用，通常潮氣固化聚氨酯漆，大多數(shù)指的是這類，不需加催化劑就能迅速固化。
將聚醚N303（2mol）投入反應(yīng)釜，加入5%苯脫水，冷卻至35℃，加入TDI，通氮?dú)?、攪拌，升溫?0~70℃反應(yīng)，加入10%甲苯以調(diào)節(jié)粘度，然后加入二元聚醚N204（預(yù)先用苯脫水），升溫至80~90℃，保持2~3h，終點(diǎn)可抽樣以二丁胺測(cè)NCO基含量。然后加入溶劑、流平劑（醋酸丁酸纖維素，占全重0.5%，預(yù)先配成溶液）、抗氧劑（二叔丁基對(duì)甲酚，為全重量的0.9%），包裝備用。產(chǎn)品NCO基含量為7%，投料NCO/OH比為1.5.
表6-21 潮氣固化型聚氨酯漆配方
制得的濕氣固化型預(yù)聚物中含有相當(dāng)多的游離二異氰酸酯，會(huì)引起公害。可加入少量的三定基膦，在室溫下處理數(shù)日，再以對(duì)甲苯磺酸甲酯、硫酸二甲酯等加以抑制，則游離的二異氰酸酯含量可將至0.5%以下，并酌添溶劑調(diào)節(jié)至所需粘度，配漆見表6-21，用于地下金屬油罐內(nèi)壁涂料。
潮氣固化型聚氨酯漆膜的性能見表6-22.
表6-22 潮氣固化型聚氨酯漆膜的性能
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- 綠色
- 藍(lán)色
- 紅色
- 桃紅色
- 黑色
- 褐色