Ученые описывают способ получения и характеристики сшитого фторированного акрилированного полиуретана на водной основе для защитного покрытия металла. Модифицированное полиуретановое покрытие на водной основе можно применять в сфере защиты металлов от коррозии.
В ходе исследования водорастворимый преполимер полиуретана с концевыми двойными связями впервые был синтезирован из полиола поликапролактона, толуолдиизоцианата, диметилолпропионовой кислоты и гидроксиэтилметакрилата. Затем преполимер полиуретана модифицировали стиролом, бутилакрилатом, глицидилметакрилатом и додекафторгептилметакрилатом методом безмыльной эмульсионной полимеризации с получением сшитого фторированного акрилированного полиуретана на водной основе (CFWPUA).
Снижение скорости поглощения воды
Эмульсию CFWPUA использовали в качестве матрицы для получения покрытия с характеристиками внешней гидрофобной поверхности, образованной длинными фторсодержащими боковыми цепями и внутренней системой двойного сшивания. Результаты анализа методом инфракрасной спектроскопии подтвердили успешное получение модифицированного полиуретана на водной основе. Результаты энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показали, что длинные фторсодержащие боковые цепи частично мигрируют на поверхность покрытия в процессе отверждения, что приводит к обогащению поверхности фтором.
При содержании глицидилметакрилата 5 вес.% и додекафторгептилметакрилата 7,5 вес.% скорость поглощения воды мембраной снижается до 7,9%, угол смачивания покрытия достигает 102,5°, а содержание геля составляет 91%, что подтверждает успешное получение системы двойного сшивания и предотвращение проникновения молекул воды.
Твердость CFWPUA покрытия по карандашной шкале может достигать 3H, при этом гибкость и адгезионные свойства находятся на самом высоком уровне. Кроме того, электрохимическая импедансная спектроскопия показала, что модифицированное полиуретановое покрытие эффективно защищает металлическую подложку Q235 от коррозии в 3,5 вес.% растворе NaCl.
Исследование опубликовано в журнале Progress in Organic Coatings, выпуск 158, сентябрь 2021 года.
