專利名稱：一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及有機高分子復合材料領域，具體涉及一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑及其制備方法。
背景技術：
混凝土作為建筑材料，因其優越的性能和經濟性，在現代建筑領域有著廣泛的應用。我國目前正在進行大規模的海上基礎設施的建設，如港口碼頭、海上風電、跨海大橋等， 這些設施都需要有海底混泥土承臺支撐，而這些位于海邊或者海水中的鋼筋混泥土結構面臨著嚴重的腐蝕問題，混凝土是一種多孔材料，這種多孔性使得外界的腐蝕因子可以很容易地侵入混凝土內部，引起混凝土結構的損壞。由于海水中或者附近空氣中含有大量的氯離子，這些氯離子會滲透到混泥土結構中腐蝕鋼筋導致混泥土的坍塌，造成嚴重的后果。混泥土的碳化也是一種化學腐蝕，在二氧化碳作用下的水泥碳化后會導致混泥土表面結構的收縮，這種收縮應力較大時就產生裂縫，從而進一步加劇建筑設施的腐蝕。對混凝土采取有效的防腐保護，是確保混凝土長久使用的有效途徑之一，混凝土最有效的保護方法就是防止混凝土與水分或腐蝕氣體接觸，在混泥土的外表面涂覆保護涂層，在混凝土表面形成幾十到幾百微米的有機防水層，阻擋外界腐蝕介質滲透到涂層中與混泥土接觸是防腐的第一道關口，由于腐蝕介質的多樣性、成膜材料本身的耐久性，以及施工時或后期運營造成的涂膜病害現象，對防腐涂層材料的要求也越來越高。聚氨酯是由多異氰酸酯和多元醇聚合而成的聚合物。在聚氨酯大分子中由于存在大量的氫鍵，分子間作用力大，穩定性好，所以以聚氨酯為成膜物質而配成的聚氨酯防腐涂料具有優良的耐化學腐蝕性、抗滲透性、耐磨性、堅韌性以及強的附著力等特性，而且可以根據不同的實際情況進行分子設計和結構調整，使其能更好地滿足實際需要，因此，聚氨酯材料是一種極為重要的防腐涂層材料的基材。有機硅改性聚氨酯涂料是指聚氨酯分子主鏈或側鏈上引入硅氧烷鏈段，如Si-O或Si-C鍵的合成樹脂。有機硅具有良好的滲透性能、 較低的表面張力、良好的憎水效果、簡單的施工工藝，得到業界的廣泛推崇，已被廣泛應用于道路、橋梁、水工等混凝土結構的防腐領域。有機硅材料通過毛細作用滲人混凝土內部， 硅氧烷分子交聯而成三維硅樹醋網絡結構，并通過共價鍵與基材穩固連接，在混凝土表面形成憎水性保護層，可以有效防止水分的侵人，從而提高混凝土構件的耐久性。氟碳樹脂由于F-C鍵的鍵能大，極性小，內聚能低，呈化學惰性，耐溫性好，與其他樹脂相比，氟碳樹脂的臨界表面張力也最低。氟碳樹脂因其特殊的樹脂分子結構，賦予其獨特的性能，超高耐候性，極低表面能，低摩擦系數，優異的耐化學品性和防腐性，近年來，氟碳涂層在耐蝕性和耐候性方面的研究也越來越受到關注。在已報道的專利中，一般都以單一材料作為防腐涂層的基料，如環氧改性聚氨酯材料，有機硅樹脂或者氟碳樹脂等，這些材料的性能較為單一，難以達到持久性和重防腐的要求。

發明內容
本發明提供了一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑及其制備方法和應用，將有機硅樹脂和有機氟樹脂對聚氨酯材料進行復合改性，制得的表面處理劑具有優異的滲透性、 耐候性和穩定持久的防水防腐性能。一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑，具有如式(I)所示的結構式
權利要求
1.一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑，其特征在于，具有如式(I)所示的結構式[(RO) 3Si-CH2CH2CH2] a_PU_ [X-Rf]b (I)其中，PU為聚硅氧烷型聚氨酯；Rf為4-6個碳原子的全氟烷基鏈段；X為二價有機連接基團洱為甲基或乙基；a = O 6，b = I 6。
2.一種制備如權利要求I所述的改性聚氨酯防水防腐表面處理劑的方法，其特征在于，包括在聚合催化劑作用下，多異氰酸酯與雙碳羥基封端聚硅氧烷在有機溶劑中反應生成 NCO封端預聚體，所述的NCO封端預聚體與擴鏈劑擴鏈反應后與氟碳鏈長為4-6的全氟烷基醇和硅烷偶聯劑進行封端反應，即得式(I)所示的改性聚氨酯防水防腐表面處理劑，其中，多異氰酸酯、雙碳羥基封端聚硅氧烷、擴鏈劑、全氟烷基醇、硅烷偶聯劑的摩爾比為 1.0 O. I O. 5 O. 2 I. O O. 2 I. O O. 01 O. 2，所述的多異氰酸酯、雙碳羥基封端聚硅氧烷、擴鏈劑、全氟烷基醇和硅烷偶聯劑五種反應物總重量與有機溶劑的重量比為1.0 : O. 5 5.0，所述的多異氰酸酯與催化劑的重量比為1.0 O. 001 0.01。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和三苯基甲烷三異氰酸酯中的至少一種。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的雙碳羥基封端聚硅氧烷為末端為羥丙基結構的聚二甲基硅氧烷，其結構式如式(2)所示，
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的擴鏈劑為短鏈二元醇或二元胺。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的聚合催化劑二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺、辛酸亞鋅和環烷酸鋅中的至少一種。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的全氟烷基醇的結構式為Rf-X-OH,Rf 為4-6個碳原子的全氟烷基鏈段，X為二價有機連接基團。
8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的有機溶劑為甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮、乙酸丁酯、四氫呋喃和二甲基甲酰胺中的至少一種。
9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硅烷偶聯劑為氨丙基三甲氧基硅焼或者氣丙基二乙氧基娃焼。
10.如權利要求I所述的改性聚氨酯防水防腐表面處理劑在混泥土表面處理中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種改性聚氨酯防水防腐表面處理劑及其制備方法和應用，屬于有機高分子復合材料領域，該處理劑的結構式[(RO)3Si-CH2CH2CH2]a-PU-[X-Rf]b，其中，PU為聚硅氧烷型聚氨酯，Rf為4-6個碳原子的全氟烷基鏈段，X為二價有機連接基團，R為甲基或乙基，a＝0～6，b＝1～6；制備方法在聚合催化劑作用下，多異氰酸酯與雙碳羥基封端聚硅氧烷在有機溶劑中反應生成NCO封端預聚體，再經擴鏈后與氟碳鏈長為4-6的全氟烷基醇和硅烷偶聯劑進行封端反應即得。本發明的處理劑用于各種水下建筑、跨海大橋、海底承臺以及各種艦船的防水防腐處理，具有優異的滲透性、耐候性和穩定的防水防腐性能。
文檔編號C04B41/48GK102585682SQ20121003886
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者孔德慶 申請人:黑龍江泰納科技發展有限責任公司