CN105038546B - 一种喷涂聚脲弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷涂聚脲弹性体及其制备方法，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的体积比为1:1，所述A组分为聚醚多元醇、含氟多元醇和异氰酸酯反应合成的异氰酸酯预聚物，其‑NCO含量为12％‑20％；所述B组分按照重量份数计，包括以下组分：端氨基聚醚30‑50份、扩链剂30‑45份、气相二氧化硅0.5‑1.0份、分散剂0.1‑0.5份、消泡剂0.5‑1.0份和色浆1.0‑5.0份，本发明的聚脲弹性体耐候性、耐化学介质性和阻燃性优异，耐磨性好。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂聚脲弹性体技术领域，具体而言，涉及一种喷涂聚脲弹性体及其制备方法。
背景技术
喷涂聚脲弹性体是一种集防水、防腐、耐磨、防湿滑及装饰等功能于一身的新型多功能材料。它兼有防水卷材性能好和防水涂料施工方便的优点，除了可用作高性能的防水材料外，它还是很好的防腐、耐磨、防湿滑及装饰材料。聚脲弹性体属快速反应喷涂成型，原料体系不含溶剂(环保)、固化速度快，可以在立面、曲面上连续喷涂十几毫米厚而不流挂。
喷涂聚脲技术全面突破了传统环保型涂装技术的局限，进入中国后便得到迅猛的发展，已经成功应用于国家大剧院人工湖、北京奥运体育场馆系列看台防水耐磨工程、京津高铁防水工程、京沪高铁防水工程、毛主席纪念堂屋面防水、华能电厂金属罐防腐等一大批国家重点工程，收到用户高度评价。但是现有的聚脲弹性体耐候性、耐化学介质性、阻燃性较为普通，不能满足特殊环境的要求，限制了其应用和发展。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种喷涂聚脲弹性体及其制备方法，本发明的喷涂聚脲弹性体耐候性、耐化学介质性和阻燃性优异，表面摩擦系数低。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种喷涂聚脲弹性体，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的体积比为1:1，
所述A组分为聚醚多元醇、含氟多元醇和异氰酸酯反应合成的异氰酸酯预聚物，其-NCO含量为12％-20％；
所述B组分按照重量份数计，包括以下组分：端氨基聚醚30-50份、扩链剂30-45份、气相二氧化硅0.5-1.0份、分散剂0.1-0.5份、消泡剂0.5-1.0份和色浆1.0-5.0份。
进一步，所述含氟多元醇为含氟二元醇，分子量为100-500，氟含量为20-45％。
进一步，所述聚醚多元醇分子量为800-3500。
进一步，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
进一步，所述端氨基聚醚分子量为400-5000。
进一步，所述扩链剂为二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、N,N′-二烷基二胺、N,N′-二烷基甲基二胺、1,4-双仲丁氨基苯、4,4′-双仲基氨基二苯基甲烷、N,N′-双仲戊基环己烷二胺中的一种或几种。
进一步，所述分散剂为高分子量(分子量≥10000)脂肪酸衍生物。
进一步，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
进一步，所述色浆为聚氨酯专用色浆，含水量≤0.1％。
另，本发明还提供一种如上所述的喷涂聚脲弹性体的制备方法，包括：
(1)A组分的制备：
将聚醚多元醇、含氟多元醇加入反应釜中，在120-130℃和0.09MPa的真空度下脱水2-3h，降温至50℃后滴加到异氰酸酯的反应釜中，升温至80-90℃，保温反应2-3h，脱泡后降温，得到-NCO含量为12％-20％的A组分；
(2)B组分的制备：
将端氨基聚醚、扩链剂、气相二氧化硅、分散剂和消泡剂倒入搅拌釜中，升温至60-80℃，搅拌30-45min，转速600-800r/min，然后加入色浆继续搅拌30min，得到B组分；
(3)将所述A组分和B组分按照体积比1:1混合，即得所述聚脲弹性体。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的聚脲弹性体耐腐蚀性能优异，耐盐雾5000h无变化，能够满足各种苛刻条件下的防腐要求；
2、本发明的聚脲弹性体摩擦系数低，耐磨性能好；用在各种管道内，可大幅度降低输送阻力，提高输送效率；
3、本发明的聚脲弹性体引入了氟元素，阻燃性能优异，属于难燃级材料，可应用于油气田开发、石油管道输送等防火要求高的领域；
4、不含催化剂，材料的耐候性得到大幅度提高；
5、耐水、耐油性能优异。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种喷涂聚脲弹性体，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的体积比为1:1，所述A组分为聚醚多元醇、含氟多元醇和异氰酸酯反应合成的异氰酸酯预聚物，其-NCO含量为12％-20％；所述B组分按照重量份数计，包括以下组分：端氨基聚醚30-50份、扩链剂30-45份、气相二氧化硅0.5-1.0份、分散剂0.1-0.5份、消泡剂0.5-1.0份和色浆1.0-5.0份。
所述含氟多元醇为含氟二元醇，分子量为100-500，氟含量(氟元素的含量)为20-45％，例如2,2,3,3-四氟-1,4-丁二醇、1H,1H,5H,5H-全氟-1,5-戊二醇、1H,1H,10H,10H-全氟-1,10-癸二醇。
所述聚醚多元醇分子量为800-3500，例如聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
所述端氨基聚醚分子量为400-5000，例如：端氨基聚醚D2000，端氨基聚醚T5000。
所述扩链剂为二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、N,N′-二烷基二胺、N,N′-二烷基甲基二胺、1,4-双仲丁氨基苯、4,4′-双仲基氨基二苯基甲烷、N,N′-双仲戊基环己烷二胺中的一种或几种。
所述分散剂为高分子量脂肪酸衍生物，如Tego Dispers 610，Dispers 630。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂，例如：Tego Foamex N、Airex 900、Airex 930、Airex 940、Airex 950中的一种或多种的混合物。
所述色浆为聚氨酯专用色浆，含水量(体积)≤0.1％。
通过调节原料种类、组分含量、工艺参数，可以制备出多种聚脲弹性体，本实施例并未穷举。
实施例一：
一种喷涂聚脲弹性体的制备方法，包括：
(1)A组分的制备：
将100份聚氧化丙烯二醇N210、50份2,2,3,3-四氟-1,4-丁二醇加入反应釜中，在120℃、0.09MPa的真空度下脱水2h，然后降温至50℃滴加到313份甲苯二异氰酸酯的反应釜中，缓慢升温至90℃，保温反应2h，脱泡后降温，得到-NCO含量为12％的异氰酸酯预聚物A组分；
(2)B组分的制备：
将30份端氨基聚醚D2000、30份二甲硫基甲苯二胺、0.5份气相二氧化硅、0.1份Tego Dispers 610和0.5份Tego Foamex N倒入反应釜中，升温至60℃，搅拌30min，转速600r/min，然后加入1.0份色浆继续搅拌30min，得到B组分；
(3)将所述A组分和B组分按照体积比1:1混合，即得所述聚脲弹性体。
对于本实施例制得的聚脲弹性体进行性能测试，结果如下表1。
表1
实施例2：
一种喷涂聚脲弹性体的制备方法，包括：
(2)A组分的制备：
将50份1H,1H,5H,5H-全氟-1,5-戊二醇、50份聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇加入反应釜中，在125℃、0.09MPa的真空度下脱水2.5h，然后降温至50℃滴加到97.5份异佛尔酮二异氰酸酯的反应釜中，缓慢升温至85℃，保温反应2.5h，脱泡后降温，得到-NCO含量为17％的异氰酸酯预聚物A组分；
(2)B组分的制备：
将40份端氨基聚醚T5000、36份二甲硫基甲苯二胺和二乙基甲苯二胺的混合物、0.8份气相二氧化硅、0.3份Tego Dispers 630和0.7份Airex 930倒入反应釜中，升温至70℃，搅拌36min，转速700r/min，然后加入3.0份色浆继续搅拌30min，得到B组分；
(3)将所述A组分和B组分按照体积比1:1混合，即得所述聚脲弹性体。
对于本实施例制得的聚脲弹性体进行性能测试，结果如下表2。
表2
实施例三：
一种喷涂聚脲弹性体的制备方法，包括：
(1)A组分的制备：
将100份聚氧化丙烯二醇N204、50份1H,1H,10H,10H-全氟-1,10-癸二醇加入反应釜中，在130℃、0.09MPa的真空度下脱水3h，然后降温至50℃滴加到249份二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的反应釜中，缓慢升温至80℃，保温反应3h，脱泡后降温，得到-NCO含量为20％的异氰酸酯预聚物A组分；
(2)B组分的制备：
将50份端氨基聚醚D2000、45份N,N′-二烷基甲基二胺、1份气相二氧化硅、0.5份Tego Dispers 610、0.5份Airex 900和0.5份Airex 950倒入反应釜中，升温至80℃，搅拌45min，转速800r/min，然后加入5.0份色浆继续搅拌30min，得到B组分；
(3)将所述A组分和B组分按照体积比1:1混合，即得所述聚脲弹性体。
对于本实施例制得的聚脲弹性体进行性能测试，结果如下表3。
表3
为了对比本发明的聚脲弹性体性能，将国标GB/T23446-2009的主要性能数据列于表4：
表4
由表1-3的性能检测结果可以看出，与现有的聚脲弹性体相比，本发明的聚脲弹性体凝胶时间和表干时间明显低于国标，说明其快干性能好；耐盐雾达到3000h以上，甚至可以达到5000h，国标中没有关于耐盐雾性能的指标，但是在企业标准中，通常只要求耐盐雾性能达到2000h即可，与此对比，说明本发明的聚脲弹性体具有优异的耐腐蚀性；氧指数可达30，而现有技术中并没有对阻燃性的要求，本发明的聚脲弹性体属于难燃材料，说明其阻燃性能优异；吸水率极小，说明其耐水性好；另外本发明的聚脲弹性体还具有突出的机械性能和耐低温性能；耐磨性好，摩擦系数小。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种喷涂聚脲弹性体的制备方法，包括：
A组分的制备：
将50份1H,1H,5H,5H-全氟-1,5-戊二醇、50份聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇加入反应釜中，在125℃、0.09MPa的真空度下脱水2.5h，然后降温至50℃滴加到97.5份异佛尔酮二异氰酸酯的反应釜中，缓慢升温至85℃，保温反应2.5h，脱泡后降温，得到-NCO含量为17％的异氰酸酯预聚物A组分；
B组分的制备：
将40份端氨基聚醚T5000、36份二甲硫基甲苯二胺和二乙基甲苯二胺的混合物、0.8份气相二氧化硅、0.3份Tego Dispers 630和0.7份Airex 930倒入反应釜中，升温至70℃，搅拌36min，转速700r/min，然后加入3.0份色浆继续搅拌30min，得到B组分；
将所述A组分和B组分按照体积比1:1混合，即得所述聚脲弹性体。
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