專利名稱：一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)涂料領(lǐng)域，具體涉及一種可手刷，慢凝固的彈性聚脲的制備。
背景技術(shù)：
SPUA是近年來興起的一種適應(yīng)環(huán)保需求而研制、開發(fā)的一種新型綠色材料——噴涂聚脲彈性體(Spray Polyurea Elastomer，以下簡稱SPUA)。SPUA技術(shù)是繼高固體分涂料、水性涂料、光固化(UV)涂料、粉末涂料等之后研制的一種新型無溶劑、無污染的噴涂技術(shù)，是噴涂工業(yè)技術(shù)的一次革新，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于石油化工、防水工程、道具造型雕塑制作、車間地坪、體育設(shè)施工程等領(lǐng)域，其優(yōu)異的物理力學(xué)性能及適用性能將給建設(shè)、機(jī)械、 化工礦山等行業(yè)帶來全新的發(fā)展。SPUA技術(shù)的發(fā)展，德國、美國為發(fā)源地，最早開發(fā)噴涂聚氨酯(SPU)以及聚氨酯/ 聚脲彈性體技術(shù)的是Bayer、BASF、Futura和Uniroyal公司。20世紀(jì)80年代中期，Austin 在實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)成功SPUA技術(shù)。20世紀(jì)90年代，美國率先開發(fā)并投入商業(yè)應(yīng)用，顯示出其優(yōu)異的綜合性能，經(jīng)過不斷的總結(jié)和提高。目前，北美地區(qū)已逐步淘汰SPU/SPUA體系，正全面推廣SPUA體系，澳大利亞、日本和韓國在九十年代分別引進(jìn)該技術(shù)，并相繼投入商業(yè)應(yīng)用。由于研發(fā)SPUA配方和工藝的難度比較大，澳大利亞及東南亞一般采用從設(shè)備到原料全盤進(jìn)口、或合資建廠的辦法。我國海洋化工研究院在1995年首先開展SPUA技術(shù)的前期探索研究工作，隨后幾年國內(nèi)廠家開始購置設(shè)備，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 SPUA配方體系，并已推出適合我國國情中、低價(jià)位水平為SPUA(A)系列化產(chǎn)品和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵原材料A621系列端氨基聚醚，2003年1月通過了國家經(jīng)貿(mào)委組織有關(guān)專家的技術(shù)鑒定，達(dá)到國際先進(jìn)水平，為我國“噴涂聚脲彈性體技術(shù)”的大規(guī)模推廣和普及提供了可靠的保證，并在青島、上海、大連等工程中成功應(yīng)用。SPUA材料的主要原料是由異氰酸酯組份(簡稱A組份)與氨基化合物組份(簡稱R組份)反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。其中的R組份必須是由端氨基樹脂和端氨基擴(kuò)鏈劑組成，在端氨基樹脂中，不得含有任何羥基成分和催化劑，但可以含有便于顏料分散的助齊U。根據(jù)噴涂聚氨酯(脲)彈性體技術(shù)所用材料的組成和特性的不同，該領(lǐng)域的噴涂技術(shù)從聚氨酯(PU)、聚氨酯/聚脲(PU/PUA)、純聚脲(PUA)到現(xiàn)在的噴涂3個(gè)階段。SPUA技術(shù)是在聚氨酯反應(yīng)注射成型(RIM)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，結(jié)合了聚脲樹脂的反應(yīng)特性和 RIM技術(shù)的快速混合、快速成型的特點(diǎn)，可以進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)各類大面積形狀復(fù)雜的表面涂層處理。普通噴涂聚脲是芳香族異氰酸脂和聚醚合成的半預(yù)聚作為A組份和端氨基聚醚及端氨基擴(kuò)鏈劑組成的B組份反應(yīng)而生成。普通噴涂聚脲在混合后10秒內(nèi)即凝固，無法用常用低成本方法施工，普通噴涂聚脲(SPUA)必須使用昂貴高壓對(duì)撞混合噴涂施工，小面積施工受到限制，民用工程很難應(yīng)用，障礙了聚脲的發(fā)展聚天冬氨酸酯聚脲是由脂肪族異氰酸酯類預(yù)聚物和聚天冬氨酸脂的反應(yīng)產(chǎn)物，雖解決了反應(yīng)速度快的缺陷，但材料的彈性差，使用局限性增大，如果調(diào)整伸長率至> 200%，拉伸強(qiáng)度會(huì)下降至5Mpa以下，很多領(lǐng)域無法使用，利用價(jià)質(zhì)大大降低。另外原材料價(jià)格貴， 成本較高，難以應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有噴涂彈性聚脲材料小面積使用不方便、需專用昂貴設(shè)備噴涂，施工難度大、成本高的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲，可以手刷式涂刷，施工方便，材料性能與現(xiàn)有材料相當(dāng)，且成本較低。本發(fā)明是一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲由組分A和組分B按質(zhì)量比2 1組成；組分A由以下重量份的物質(zhì)組成預(yù)聚物a20 ；35重量份，預(yù)聚物b15 27重量份，預(yù)聚物c；35 45重量份，活性稀釋劑碳酸丙酯7 12重量份；組分B由以下重量份的物質(zhì)組成分子鏈上同時(shí)含有端羥基和端氨基的改性聚醚65 81重量份，Jefflink7458 13. 5 重量份，E3005. 3 7. 3 重量份，光穩(wěn)定劑UV-90. 2 0. 3重量份；所述預(yù)聚物a的制備方法為將98 102重量份的聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至100 140°C，真空脫水1 池，直至水份含量(水分占總質(zhì)量的比例)低于0. 03%； 然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入33 36重量份甲苯二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min,加熱到78 82V，保溫2 3h，脫泡，即得，保存?zhèn)溆?；所述預(yù)聚物b的制備方法為將98 102重量份聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至100 140°C，真空脫水1 2h，直至水份含量低于0. 03% (水分占總質(zhì)量的比例)； 然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入沈 30重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min，加熱到78 82°C，保溫2 3h，脫泡，即得，保存?zhèn)溆?；所述預(yù)聚物c的制備方法為將98 102重量份聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至100 140°C，真空脫水1 池，直至水份含量低于0.03% (水分占總質(zhì)量的比例)；然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入23 觀重量份佛爾酮二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min,加熱到78 82°C，保溫2 汕，，脫泡，即得，保存?zhèn)溆谩?上述Jeffl ink745是美國亨斯邁公司生產(chǎn)的一種端氨基擴(kuò)鏈劑，E300是美國雅葆公司生產(chǎn)的一種位阻氨類擴(kuò)鏈劑。上述組分A中異氰酸酯基的重量百分含量為8. 5 11 %。本發(fā)明的組分A采用三種預(yù)聚物混拼組合的方式，減少高活性預(yù)聚體，增加低活性預(yù)聚體，降低反應(yīng)速度，使聚脲能手涂刷；組分B的主要成份是分子鏈上同時(shí)含有二個(gè)仲羥基和二個(gè)仲氨基的，相當(dāng)于四官能度的改性端氨基聚醚，同時(shí)選用JefTlink7M脂肪簇位阻胺作為主擴(kuò)鏈劑，進(jìn)一步降低反應(yīng)速度，有利于聚脲手涂刷。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲反應(yīng)速度慢，可手涂刷，施工設(shè)備簡單，可消除因施工設(shè)備而造成的嚴(yán)重應(yīng)用壁壘；拓寬了使用范圍，可用于小面積施工和民用； 成本遠(yuǎn)低于聚天冬氨酸脂聚脲，斷裂伸長率> 200%優(yōu)于聚天冬氨酸脂和普通噴涂聚脲相當(dāng)。
具體實(shí)施例方式(1)組分A的制備將IOOkg聚四亞甲基二醇加于配有攪拌器、溫度計(jì)、真空系統(tǒng)和夾套加熱的反應(yīng)器中升溫至120°C，高真空度脫水1.5h，直至水含量低于0. 03% ；然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入35kg甲苯二異氰酸酯，反應(yīng)放熱，體系自然升溫35min，緩慢加熱到80°C，保溫 2. 5h，脫泡，即得預(yù)聚物a，保存?zhèn)溆?；將IOOkg聚四亞甲基二醇加于配有攪拌器、溫度計(jì)、真空系統(tǒng)和夾套加熱的反應(yīng)器中升溫至120°C，高真空度脫水1.5h，直至水含量低于0. 03% ；然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入^kg 二苯基甲烷二異氰酸酯，反應(yīng)放熱，體系自然升溫35min，緩慢加熱到 80°C，保溫2. 5h，脫泡，即得預(yù)聚物b，保存?zhèn)溆?；將IOOkg聚四亞甲基二醇加于配有攪拌器、溫度計(jì)、真空系統(tǒng)和夾套加熱的反應(yīng)器中升溫至120°C，高真空度脫水1.5h，直至水含量低于0. 03% ；然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入25kg異佛爾酮二異氰酸酯，反應(yīng)放熱，體系自然升溫35min，緩慢加熱到80°C， 保溫2. 5h，脫泡，即得預(yù)聚物c，保存?zhèn)溆?；?0重量份的預(yù)聚物a、20重量份的預(yù)聚物b、40重量份的預(yù)聚物c與10重量份的活性稀釋劑碳酸丙酯(JEFFSOL PC)在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下直接混合，調(diào)配成異氰酸酯基的質(zhì)量百分含量為8. 5 11 %得組分A。(2)組分B的制備將81重量份的同時(shí)用羥基和氨基封端的改性聚醚、13. 5重量份的Jefflink745、 40重量份的E300和10重量份的光穩(wěn)定劑UV-9直接混合得組分B。(3)無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲的制備將組分A與組分B按照質(zhì)量比2 1的比例混合，即得一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲。本發(fā)明無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲與普通噴涂聚脲和聚天冬氨酸脂聚脲的比較如表1-4所示，說明本發(fā)明的聚脲性能優(yōu)良且成本較低。表1三種材料配方對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲，其特征在于，由組分A和組分B按質(zhì)量比 21混合組成；所述組分A由以下重量份的物質(zhì)組成 預(yù)聚物a20 35重量份，預(yù)聚物b15 27重量份，預(yù)聚物c35 45重量份，活性稀釋劑碳酸丙酯7 12重量份； 所述組分B由以下重量份的物質(zhì)組成分子鏈上同時(shí)含有端羥基和端氨基的改性聚醚65 81重量份， Jefflink7458 13. 5 重量份，E3005. 3 7. 3重量份，光穩(wěn)定劑UV-90. 2 0. 3重量份；所述預(yù)聚物a的制備方法為將98 102重量份的聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至100 140°C，真空脫水1 池，直至水份含量低于0. 03%;然后冷卻至40°C，解除真空， 然后加入33 36重量份甲苯二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min，加熱到78 82°C， 保溫2 池，脫泡，即得，保存?zhèn)溆?；所述預(yù)聚物b的制備方法為將98 102重量份聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至100 140°C，真空脫水1 池，直至水份含量低于0. 03%;然后冷卻至40°C，解除真空， 然后加入沈 30重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min，加熱到78 82 °C，保溫2 汕，脫泡，即得，保存?zhèn)溆?；所述預(yù)聚物c的制備方法為將98 102重量份聚四亞甲基二醇加于反應(yīng)器中升溫至 100 140°C，真空脫水1 池，直至水份含量低于0. 03% ；然后冷卻至40°C，解除真空，然后加入23 28重量份佛爾酮二異氰酸酯，體系自然升溫30 40min，加熱到78 82°C， 保溫2 池，，脫泡，即得，保存?zhèn)溆谩?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲，其特征在于，所述組分A 中異氰酸酯基的重量百分含量為8. 5 11%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無溶劑手涂刷慢凝固型彈性聚脲，由組分A和組分B按質(zhì)量比2∶1組成；其中，組分A由20～35重量份的預(yù)聚物a、15～27重量份的預(yù)聚物b、32～45重量份的預(yù)聚物c和7～12重量份的活性稀釋劑碳酸丙酯混合組成；，組分B由65～85重量份的同時(shí)用羥基和氨基封端的改性聚醚，8～13.5重量份的Jefflink745、5.3～7.3重量份的E300和0.2～0.3重量份的UV-9光穩(wěn)定劑混合組成。本發(fā)明的彈性聚脲可用于小面積施工和民用，成本較低，且性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C09D175/02GK102453426SQ20101052502
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者閆雄輝 申請(qǐng)人:長沙賽普新材料有限公司