Page 130 - 《精细化工》2023年第6期

第 40 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.40, No.6
20 23 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2023

功能材料
蓖麻油基双重交联防腐蚀水性聚氨酯的制备及性能

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闫益鑫 ，梁小红 1,2 ，贾 兰 1,2 ，余雯雯 ，卫爱丽 ，张 衡 1,2*
（1. 太原理工大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024；2. 山西浙大新材料与化工研究院，山西 太
原 030001）

摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚碳酸酯二醇-1000（PCDL-1000）、蓖麻油（CO）、季戊四醇三丙烯酸
酯（PETA）为主要原料，使用丙酮法制备了一系列双重交联的 CO 基水性聚氨酯（CWPU）乳液。采用 FTIR、
紫外-可见分光光度计、铅笔硬度计、电子万能实验机、SEM、电化学工作站对 CWPU 薄膜进行了表征，测试
了 CWPU 薄膜的拉伸性能、耐水性、耐磨性及耐腐蚀性，探讨了其耐腐蚀机理。结果表明，当 CO 含量（以乳
液溶质总质量计，下同）为 4%时，制备的薄膜 CWPU 的 24 h 吸水率仅为 4.5%，对 Q235 钢板基底的附着力为
0 级，对 Q235 钢板基底的保护效率可达 99.05%，表明所制 CWPU 薄膜具有优异的耐水、防腐蚀性能。
关键词：蓖麻油；水性聚氨酯；防腐蚀；极化曲线；阻抗谱；功能材料
中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 06-1280-07

Preparation and properties of castor oil-based double cross-linked
anticorrosion waterborne polyurethane

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1,2
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YAN Yixin , LIANG Xiaohong , JIA Lan , YU Wenwen , WEI Aili , ZHANG Heng 1,2*
（1. College of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China;
2. Shanxi-Zheda Institute of Advanced Materials and Chemical Engineering, Taiyuan 030001, Shanxi, China）
Abstract: A series of double crosslinked castor oil (CO) based waterborne polyurethane (CWPU)
emulsions were synthesized from isophorone diisocyanate (IPDI), polycarbonate diol 1000 (PCDL-1000),
CO and pentaerythritol triacrylate (PETA) via acetone method. The CWPU films obtained were then
characterized by FTIR, ultraviolet-visible spectrophotometer, pencil hardness tester, electronic universal test
machine, SEM and electrochemical workstation, followed by investigation on the tensile properties, water
resistance, wear resistance and corrosion resistance as well as the anti-corrosion mechanism. The results
showed that CWPU film with 4% CO (based on the total mass of solutes in emulsion), exhibited water
absorption of only 4.5% in 24 h, the adhesion to Q235 steel substrate of 0 grade, and a protection efficiency
of 99.05% for Q235 steel substrate, indicating excellent water resistance and corrosion resistance.
Key words: castor oil; waterborne polyurethanes; anti-corrosion; polarization curve; impedance spectrum;
functional materials

金属材料具有优异的性能，在众多领域应用广 蚀不仅给国家经济造成巨大损失，还造成资源的大
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泛。但其在使用过程中会受到外界环境介质的影响 量浪费，对生态环境造成严重污染 。涂覆涂层的
[1]
而发生损耗，也就是金属的腐蚀 。金属材料的腐 屏蔽被视为金属防腐中最为经济、简单、有效的方

收稿日期：2022-08-26; 定用日期：2022-11-28; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220797
基金项目：山西浙大新材料与化工研究院研发项目（2021SX-TD001、2021SX-TD008）；山西省“1331 工程”；湛江市海洋装备和海
洋生物产业揭榜挂帅制人才团队项目（2021E05034）
作者简介：闫益鑫（1998—），男，硕士生，E-mail：1742235271@qq.com。联系人：张 衡（1987—），男，实验师，E-mail：
zhangheng@tyut.edu.cn。