專利名稱：管道內(nèi)噴涂剛性純聚脲涂料的制備方法及其應(yīng)用工藝的制作方法
管道內(nèi)噴涂剛性純聚脲涂料的制備方法及其應(yīng)用工藝屬防護(hù)涂料制造及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是一種適用于管道內(nèi)襯及設(shè)備內(nèi)襯剛 性純聚脲防護(hù)材料的制備和應(yīng)用工藝。管道內(nèi)噴純聚脲材料由于聚脲的優(yōu)異性能是目前管道內(nèi)防護(hù)應(yīng)用最先進(jìn)的選擇 材料。按照國家標(biāo)準(zhǔn)分類將聚脲分成彈性體聚脲材料和剛性體聚脲材料，彈性體聚脲在管 道內(nèi)襯上的應(yīng)用技術(shù)已相應(yīng)成熟，而應(yīng)用于管道內(nèi)襯防護(hù)的剛性體聚脲涂料，應(yīng)有涂層表 面平整性要求，因此要求聚脲固化速度較慢。而現(xiàn)有的剛性純聚脲技術(shù)在有旋轉(zhuǎn)架的工藝 條件下只適用于快凝性，不具備慢固化的特性，而要達(dá)到慢固化只能采用聚氨酯體系。因 此，目前市面上的剛性管道內(nèi)噴聚脲其實(shí)質(zhì)是聚脲含量極低的聚氨酯聚脲，甚至是純聚氨 酯噴涂料。其涂層力學(xué)性能和防腐性能遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計要求，經(jīng)常會出現(xiàn)龜裂紋和涂層不耐 磨現(xiàn)象以及防腐性能差現(xiàn)象，其原因是大量使用高異氰酸酯含量預(yù)聚體A組份和含有羥基 聚醚和多元醇擴(kuò)鏈劑的B組份固化反應(yīng)不完全及應(yīng)力釋放造成的缺陷。本發(fā)明提供能克服涂層龜裂紋和力學(xué)性能差、防腐性能差及低溫脆性缺點(diǎn)，并能 滿足剛性聚脲涂層防護(hù)要求和長期使用壽命的管道內(nèi)噴涂剛性聚脲涂料的制備方法及其 應(yīng)用工藝。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是基于應(yīng)用Va Vb = 2 1的噴涂設(shè)備及B組份采用氨 基聚醚和胺擴(kuò)鏈劑為主的聚脲涂料，與采用原Va Vb = 1 1噴涂設(shè)備的聚脲涂料相比， 在剛性體聚脲技術(shù)上有了新的突破，克服了慢固化剛性聚脲，B組份只能選用聚氨酯多元醇 聚醚原材料的缺陷，完善了高性能聚脲涂層的應(yīng)用范圍。具體方案是分別制備A、B組份，再通過采用Va Vb = 2 1專用聚脲噴涂設(shè)備施工于工作件 表面形成防護(hù)涂層。其技術(shù)方案是A組份由以下組份材料及重量百分比組成原料名稱異氰酸酯45 55%多元醇聚醚 40 環(huán)氧樹脂5 0%降粘劑6 8%助劑4 2%B組份由以下組份材料及重量百分比組成原料名稱端氨基聚醚 41 49%
多羥基化合物芳香族二元胺
10 2% 34 43. 5%催化劑色膏填料助劑
0 0. 5%
4 5% 8 0% 3 0%其中原材料的選擇原料1 異氰酸酯是由甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞甲基 多苯基異氰酸酯混合和單獨(dú)使用組成；常用牌號為TDI-80、TDI-100、MDI-100、MDI-50、 MDI-100LL 等；原料2 聚醚多元醇是由聚醚二醇、聚醚三醇和少量高官能度聚醚單獨(dú)或混合組 成；常用牌號為 N210、N220、N330E、347H、466H、6205 聚醚；原料3 環(huán)氧樹脂是由雙酚A型環(huán)氧樹脂組成；常用牌號為E-44、E_51 ；原料4 降粘劑是由溶劑、增塑劑和活性稀釋劑組成；原料5 助劑是由除水劑、穩(wěn)定劑、聚醚抗氧劑、流平劑等組成；原料6 端氨基聚醚是由聚醚二胺和聚醚三胺組成；常用牌號為D-2000、T-5000、 D-230、T-403 ；原料7 多羥基化合物是主要由二元醇、三多醇和醇胺組成；原料8 芳香族二胺是由3，3’ - 二氯-4，4’ - 二苯甲基烷二胺和3，5’ 二乙基甲苯 二胺，3，5，- 二甲硫基甲苯二胺等組成；常用牌號有E-100、E-300、ffL6200等；原料9 催化劑是由有機(jī)金屬催化劑及胺類催化劑組成，單獨(dú)或復(fù)配使用；原料10 填料是由超細(xì)碳酸鈣和滑石粉等組成；聚脲涂料的制造工藝應(yīng)包括以下幾個步驟<1>涂料A組分的制造工藝a.將多元醇聚醚高溫100 130°C，真空-0. 8Mpa,脫水4小時后冷卻裝桶，b.將多元醇聚醚放入反應(yīng)釜內(nèi)，并加入少量催化劑，升溫至60 85°C滴加已用部 分聚醚多元醇共混合改性的環(huán)氧樹脂，滴加完畢保溫池后冷卻放料，c.將已環(huán)氧改性的多元醇聚醚加入計量槽內(nèi)，d.將計量的異氰酸酯加入加熱的反應(yīng)釜內(nèi)，釜內(nèi)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，在攪拌狀態(tài)下滴加 計量槽內(nèi)的多元醇聚醚，控制反應(yīng)溫度為60 70°C，滴加時間1 3小時；滴加完畢，控制 溫度70 80°C，保溫2. 5 3小時后冷卻至60°C放料，制得A組分半預(yù)聚體，e.取樣測異氰胺酯(-NC0)含量，再補(bǔ)加混合多異氰酸酯、助劑、降粘劑，在高速分 散機(jī)上攪拌配制A組份，裝桶包裝，f.測游離異氰酸酯基(-NC0)含量控制在12% 16%，25°C粘度為500 800CPS，<2>涂料B組分的制造工藝將芳香族二元胺擴(kuò)鏈劑、端氨基聚醚、多羥基化合物、色膏、助劑、催化劑、填料分 別計量后倒入配料缸內(nèi)攪拌0. 5小時后，裝桶包裝。配有填料的組份，應(yīng)再用三輥機(jī)研磨， 靜止4小時后裝桶測25°C粘度應(yīng)為500 800CPS ；胺值設(shè)計值應(yīng)為NH2 = 23 31%，聚脲涂層的制備工藝包括以下幾個步驟
采用Va VB = 2 1專用噴涂聚脲設(shè)備，聚脲涂料材料通過加熱、加壓并用RIM 反應(yīng)混合噴槍噴涂在能旋轉(zhuǎn)的工作件表面噴涂形成聚脲剛性體涂層；<1>專用聚脲噴涂設(shè)備的要求a.壓縮供料比例泵體積KVa Vb =1.95 2. 05 1b.提料輸送泵供料流量Qa Qb = 1. 95 2. 10 1c. RIM反應(yīng)噴槍A料供料口和B料供料口面積\ & = 1. 95 2. 10 1d.主機(jī)供壓7 9MPa，比例泵工作壓力16 ^MPa，A與B料比例泵工作壓力差 < 7MPae. A料系統(tǒng)的加熱能力應(yīng)大于B料系統(tǒng)約30%<2>噴涂工作件應(yīng)具備可旋轉(zhuǎn)且可調(diào)整線速度的能力，配合凝膠時間，可制備涂層 表觀良好的剛性聚脲。<3>剛性聚脲涂層的性能特征
權(quán)利要求
1.管道內(nèi)噴涂剛性聚脲涂料的制備方法，其特征是分別制備A、B組份，并用Va Vb =2 1聚脲噴涂設(shè)備施工于工作件表面形成防護(hù)涂層；其各組份構(gòu)成是:A組份為預(yù)聚體 結(jié)構(gòu)，其異氰酸酯的含量為-NCO = 12 16% ；B組份為胺醚結(jié)構(gòu)，其胺基值為NH2 = 23 31%，并且原料中-NC0/-NH2 = 0. 95 1. 2 1。其中A組份有以下原材料組份及重量百分比組成 原料名稱異氰酸酯45 55%聚醚多元醇 40 35%環(huán)氧樹脂5 0%降粘劑6 8%助劑4 2%B組份有以下原材料組份及重量百分比組成原料名稱w%端氨基聚醚41 --49%多羥基化合物10 --2%芳香族二元胺34 --43. 5催化劑0 0. 5%色膏4 5%填料8 0%助劑3 0%
2.管道內(nèi)噴涂剛性聚脲涂料的應(yīng)用工藝，其特征是按以下步驟實(shí)施1)采用Va VB = 2 1專用噴涂聚脲設(shè)備，其要求是a.壓縮供料比例泵體積KVa Vb =1.95 2. 05 1b.提料輸送泵供料流量A % = 1. 95 2. 10 1c.RIM反應(yīng)噴槍A料供料口和B料供料口面積\ 95 2. 10 1d.主機(jī)供壓7 9MPa，比例泵工作壓力16 ^MPa，A與B料比例泵工作壓力差<7MPae.A料系統(tǒng)的加熱能力應(yīng)大于B料系統(tǒng)約30%2)噴涂工作件應(yīng)具備可旋轉(zhuǎn)且可調(diào)整線速度的能力，配合凝膠時間，可制備涂層表觀 良好的剛性聚脲。
全文摘要
管道內(nèi)噴涂剛性聚脲材料的制備及應(yīng)用技術(shù)屬新材料、新工藝技術(shù)領(lǐng)域，更確切的說是提供了一種更適合于管道內(nèi)防腐和降低流體摩阻的襯里保護(hù)材料。原用VA∶VB＝1∶1聚脲噴涂設(shè)備施工的涂層因涂層剛性邵D60以上的技術(shù)要求及原材料選用的局限性，原聚脲涂層材料B組份材料中滲雜了大量的羥基化合物，不具備純聚脲的特性，防腐功能和材料力學(xué)性能明顯下降。而本發(fā)明所采用的是低異氰酸酯含量的預(yù)聚體的A組份和胺基化合物B組份反應(yīng)，配套使用VA∶VB＝2∶1的專用聚脲噴涂設(shè)備，使得制備的涂層材料具有邵D60以上剛性材料的特征，又具有良好的純聚脲防腐性能，克服了原涂層存在的力學(xué)性能差、防腐性能差的缺陷。拓寬了純聚脲的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號B05D7/24GK102079940SQ201010579199
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者侯銳鋼, 姚中恒, 柴華敏 申請人:上海瑞鵬化工材料科技有限公司