專利名稱：一種新型形狀記憶噴涂聚氨酯脲彈性體樹脂衛(wèi)浴產(chǎn)品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種新型形狀記憶噴涂彈性體，噴涂彈性體的預(yù)聚物，它們的原料組合物及制備方法，以及用其制備的一種新型衛(wèi)浴產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前用于衛(wèi)浴產(chǎn)品的材料主要有亞克力、鑄鐵搪瓷、鋼板搪瓷、玻璃鋼、玻璃纖維、人造瑪瑙、人造大理石、水磨石、木質(zhì)、陶瓷等。鑄鐵搪瓷、鋼板搪瓷、人造瑪瑙、人造大理石、水磨石等存在價(jià)格高、保溫性差、顏色及造型受工藝限制較單一，而且笨重，不宜安裝， 搬運(yùn)，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)；陶瓷材料存在笨重、費(fèi)料、易碎等缺點(diǎn)；實(shí)木類產(chǎn)品需選用木質(zhì)硬、 密度大、防腐性能佳的材質(zhì)，如云杉、橡木、松木、香柏木等，但普遍價(jià)格較高，需保養(yǎng)維護(hù)， 會(huì)變形漏水。亞克力材料表面為聚丙酸甲脂，背面采用樹脂石膏加玻璃纖維以增強(qiáng)承載能力，作為人造有機(jī)材料，存在易掛臟，不耐磨損，表面易老化，耐高溫性能差，耐壓能力差的缺點(diǎn)。聚氨酯彈性體材料可在較寬的硬度范圍具有較高的彈性及強(qiáng)度，具有優(yōu)異的耐磨性、 耐油性、耐生物性、耐疲勞性及抗震動(dòng)性，具有“耐磨橡膠”之稱。其優(yōu)異的綜合性能，已廣泛用于冶金、石油、汽車、選礦、水禾|J、紡織、印刷、醫(yī)療、體育、糧食加工、建筑等工業(yè)部門，但是作為一種新材料用于衛(wèi)浴產(chǎn)品還未見報(bào)道。噴涂彈性體常用的制備方法包括二步工藝法，該方法是彈性體最傳統(tǒng)的工藝，工藝成熟，由于異氰酸酯組份預(yù)先經(jīng)過預(yù)聚，因此最終彈性體的規(guī)整性較好，力學(xué)性能好，而且較易進(jìn)行分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是，作為無溶劑噴涂，該工藝存在著一個(gè)嚴(yán)重的問題，即預(yù)聚體的粘度通常很高。早期的高速反應(yīng)噴涂是以二步法為主的，它的關(guān)鍵是降低預(yù)聚體的粘度，最簡單的方法是采用稀釋劑。早期稀釋劑多用鄰苯二甲酸丁酯、鄰苯二甲酸辛酯等增塑劑，可用于A、B(A組份為端異氰酸酯基組份，B組份為活性氫固化組份)任一組份中，一般用量在10%左右，用量大將引起力學(xué)性能的明顯下降，同時(shí)增塑劑的存在會(huì)上浮于涂層表面，引起嚴(yán)重的層間剝離，同時(shí)由于需大量使用稀釋劑，成本較高，且噴涂過程中由于溶劑的揮發(fā)易造成施工條件差和環(huán)境污染。除此之外，一步工藝法也是噴涂彈性體常用的一種制備方法，此法是直接將異氰酸酯單體作為A組份，異氰酸酯必須為液態(tài)的。在一步法噴涂中較合適的是液化改性的MDI (如碳化二亞胺改性MDI)和聚合MDI (PAPI)。一步法工藝具有噴涂粘度低、配方設(shè)計(jì)范圍廣、靈活、節(jié)能等特點(diǎn)，但也存在以下缺點(diǎn)①易受潮氣影響，在擴(kuò)鏈劑為醇類時(shí)尤為明顯，原因在于單體異氰酸酯反應(yīng)活性高，很容易與空氣中的水份反應(yīng)，而醇類的反應(yīng)活性小于水，因此在潮濕環(huán)境和陰雨天氣時(shí)噴涂易發(fā)泡，從而大大影響涂層的強(qiáng)度與性能。加入有機(jī)金屬類催化劑有利于提高低聚物多元醇與NCO的反應(yīng)活性，但難以從根本上解決發(fā)泡問題。②由于未經(jīng)預(yù)聚，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)整性差，難以進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，最終力學(xué)性能也往往較二步法遜色?，F(xiàn)有技術(shù)中，在一步法中，通常沒有預(yù)聚的過程，而是直接將異氰酸酯作為A組份，將各種多元醇，小分子二胺，固化劑，助劑一起作為B組份，通常B組份中需要加入大量催化劑，該方法的主要問題是A組份的反應(yīng)活性太高，在施工過程中極易發(fā)泡，且由于沒有預(yù)聚，分子量較低，施工后分子結(jié)構(gòu)混亂，力學(xué)系能較差?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于預(yù)聚體(A組分)的制備，通常會(huì)在70-90°C的反應(yīng)條件下先將異氰酸酯和多元醇反應(yīng)2-5h，需將C-MDI和PPG反應(yīng)達(dá)到理論設(shè)計(jì)值，在反應(yīng)過程中一般需加入催化劑，反應(yīng)后達(dá)到的NCO%一般較低，在8 %以下，此時(shí)體系粘度較大，為了降低粘度，體系中必須加入大量的稀釋劑或增塑劑從而達(dá)到降粘效果。對于B組份，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用小分子二胺和聚醚多元醇或聚酯多元醇，在此過程中也需要加入較大量的催化劑以調(diào)節(jié)體系中各組分之間的反應(yīng)活性，且該方法受環(huán)境的影響較大，通常天氣較潮濕或下雨天氣下無法施工，即使是通常條件下也極易發(fā)泡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的噴涂彈性體的制備方法中，預(yù)聚體粘度通常很高，或者易受潮氣影響，規(guī)整性差，難以進(jìn)行分子設(shè)計(jì)等缺陷，而提供了一種噴涂彈性體，噴涂彈性體的預(yù)聚物，它們的原料組合物及制備方法，以及一種衛(wèi)浴產(chǎn)品。本發(fā)明的噴涂彈性體的制備方法中，在噴涂過程中初干，表干時(shí)間合適，不產(chǎn)生流掛等缺陷，可以廣泛的應(yīng)用于各種不同角度及形狀的異型噴涂面；并且生產(chǎn)效率高，制得的噴涂彈性體各種綜合性能良好，產(chǎn)品受壓后能記憶原形狀，壓力釋放后可以在極短的時(shí)間內(nèi)通過形狀記憶功能進(jìn)行形狀恢復(fù)，提高了產(chǎn)品的體感舒適度，拓寬了噴涂彈性體的使用范圍。本發(fā)明人經(jīng)過艱苦研發(fā)，發(fā)現(xiàn)了一種噴涂彈性體，噴涂彈性體的預(yù)聚物，它們的原料組合物及制備方法，以及一種衛(wèi)浴產(chǎn)品。本發(fā)明的噴涂彈性體的制備方法中，采用半預(yù)聚體法，不用催化劑，通過特定的配比，既克服了兩步法粘度較大，需要大量使用稀釋劑的缺點(diǎn)，又克服了一步法中A組份對濕氣敏感，易發(fā)泡的缺點(diǎn)，所制得的噴涂彈性體力學(xué)強(qiáng)度和沖擊彈性較好，由于無需使用催化劑，制得的彈性體還具有較好的耐候和耐潮性，通過特殊的材料配比，產(chǎn)品同時(shí)還具有較好的形狀記憶能力。該材料用于衛(wèi)浴產(chǎn)品上還未見報(bào)道，本發(fā)明不僅在衛(wèi)浴產(chǎn)品中引入了一種新型優(yōu)質(zhì)材料，同時(shí)還拓寬了噴涂彈性體的應(yīng)用范圍。因此，本發(fā)明涉及一種噴涂彈性體原料組合物，其包含A組分原料和B組分原料， A組分原料包含下列組分?jǐn)?shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇、數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量為400 2000的植物油多元醇和數(shù)均分子量為200 4000 端氨基聚醚中的一種或多種，以及多異氰酸酯；B組分原料包含下列組分?jǐn)?shù)均分子量為 200 4000的聚氧化丙烯二胺，數(shù)均分子量為400 5000的聚氧化丙烯三胺，作為擴(kuò)鏈劑用的活性芳香族二元胺，和用作減速劑的芳香族二胺。所述的數(shù)均分子量為200 4000的聚氧化丙烯二胺的結(jié)構(gòu)通式如下
權(quán)利要求
1.一種噴涂彈性體原料組合物，其特征在于其包含A組分原料和B組分原料，A組分原料包含下列組分?jǐn)?shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇、數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量為400 2000的植物油多元醇和數(shù)均分子量為200 4000端氨基聚醚中的一種或多種，以及多異氰酸酯；B組分原料包含下列組分?jǐn)?shù)均分子量為200 4000的聚氧化丙烯二胺，數(shù)均分子量為400 5000的聚氧化丙烯三胺，作為擴(kuò)鏈劑用的活性芳香族二元胺，和用作減速劑的芳香族二胺；所述的數(shù)均分子量為200 4000的聚氧化丙烯二胺的結(jié)構(gòu)通式如下
2.如權(quán)利要求1所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于A組分原料中，游離的異氰酸酯占所述的噴涂彈性體原料組合物的含量為重量百分比為8% 18% ；和/或，B組分原料中，聚氧化丙烯三胺占B組份原料的含量為重量百分比為8% 15% ；和/或，作為擴(kuò)鏈劑用的活性芳香族二元胺占B組份原料的含量為重量百分比12%-25%;和/或，用作減速劑的芳香族二胺占B組份原料的含量為重量百分比10% -25%。
3.如權(quán)利要求1所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的A組分原料中還包含活性稀釋劑和/或除水劑；所述的活性稀釋劑的結(jié)構(gòu)式如下
4.如權(quán)利要求3所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的活性稀釋劑占整個(gè)噴涂彈性體原料組合物的含量低于重量百分比10% ；和/或，所述的除水劑占整個(gè)噴涂彈性體原料組合物的含量在重量百分比4%以下。
5.如權(quán)利要求1所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯、其純化產(chǎn)物、和/或其改性產(chǎn)物。
6.如權(quán)利要求1或5所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、以及二異氰酸酯的改性和/或衍生物中的一種或多種；和/或，所述的數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚醚三醇、聚四氫呋喃醚二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚醚二醇、以及四氫呋喃-氧化乙烯共聚醚二醇中的一種或多種；和/或，所述的數(shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇為己二酸系列聚酯二醇和/或聚己內(nèi)酯多元醇；和/或，所述的數(shù)均分子量為400 2000植物油多元醇為數(shù)均分子量為400 2000 的蓖麻油、大豆油多元醇和棕櫚油多元醇中的一種或多種；和/或，所述的數(shù)均分子量為200 4000端氨基聚醚為數(shù)均分子量為200 4000的聚氧化丙烯二胺，其結(jié)構(gòu)通式如下
7.如權(quán)利要求1所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的B組分原料中，還包含阻燃劑、抗生物助劑和附著力添加劑中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求7所述的噴涂彈性體原料組合物，其特征在于所述的阻燃劑為鹵代磷酸酯類；磷酸酯類；鹵代烴類；三聚氰胺和/或其鹽類；反應(yīng)型阻燃劑；或者無機(jī)阻燃劑；各種阻燃劑單獨(dú)使用，或者相互混合使用；和/或，所述的阻燃劑占整個(gè)噴涂彈性體組合物的含量為重量百分比5% 15% ；和/或，所述的抗生物助劑為2，4，4-三氯-2-羥基-二苯基醚、異噻唑啉酮衍生物、富馬酸三丁基錫、醋酸三丁基錫、三丁基氯化錫、水楊酸苯胺、對氯間二甲基苯酚、8-羥基喹啉銅、五氯苯酚和多菌靈中的一種或多種；和/或，所述的抗生物助劑占整個(gè)噴涂彈性體原料組合物的含量為重量百分比 0% -4% ；和/或，所述的附著力促進(jìn)劑為T-氨丙基三乙氧基硅烷、T-氨丙基三甲氧基硅烷、 N-β (氨乙基)-T-氨丙基三甲氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)-T-氨丙基三乙氧基硅烷、T-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三甲氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、T-巰基丙基三甲氧基硅烷、T-異氰酸酯丙基三甲(乙)氧基硅烷和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種；和/或，所述的附著力促進(jìn)劑占整個(gè)噴涂彈性體原料組合物的含量為重量百分比 0% 3%。
9.一種噴涂彈性體的預(yù)聚物原料組合物，其特征在于其為權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的噴涂彈性體組合物中的A組分原料，其中的各組分種類和含量均如權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述。
10.一種噴涂彈性體的預(yù)聚物的制備方法，其特征在于包含下列步驟將數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇和數(shù)均分子量為 400 2000的植物油多元醇中的一種或多種，以及多異氰酸酯在50 90°C混合反應(yīng)，即可；所得物質(zhì)中游離異氰酸酯基團(tuán)質(zhì)量百分含量在5 31% ；其中，數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇、數(shù)均分子量為400 2000的植物油多元醇和多異氰酸酯的種類和用量如權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述。
11.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于所得物質(zhì)中游離異氰酸酯基團(tuán)質(zhì)量百分含量在8% 18%。
12.如權(quán)利要求10或11所述的制備方法，其特征在于反應(yīng)所得物質(zhì)還與活性稀釋劑和/或除水劑混合，其中，所述的活性稀釋劑和除水劑的種類以及用量均如權(quán)利要求3 8 任一項(xiàng)所述。
13.如權(quán)利要求10或11所述的制備方法，其特征在于所述的噴涂彈性體的預(yù)聚物的制備方法包含下列步驟(1)將數(shù)均分子量為400 3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量為400 3000的聚酯多元醇和數(shù)均分子量為400 2000的植物油多元醇中的一種或多種混合均勻后，在90°C下真空脫水汕，降溫至40°C以下待用；(2)在步驟(1)得到的物質(zhì)中加入多異氰酸酯，在50 90°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下混合反應(yīng)1 3h，待游離異氰酸酯基團(tuán)含量達(dá)質(zhì)量百分含量為5 31%后停止反應(yīng)，加入計(jì)量好的活性稀釋劑及除水劑，得到噴涂彈性體的預(yù)聚物。
14.如權(quán)利要求10 13任一項(xiàng)所述的制備方法制得的噴涂彈性體的預(yù)聚物。
15.一種噴涂彈性體的制備方法，其特征在于包含下列步驟將權(quán)利要求14所述的噴涂彈性體的預(yù)聚物，即A組分，以及由權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的噴涂彈性體原料組合物的B組分原料混合得到的B組分，分別控制壓力在800-3000psi內(nèi)，A組分和B組分的溫度均在40 85°C，且A組分和B組分的粘度相差不超過500CP，將A組分和B組分充分混合， 霧化噴射到需涂敷的產(chǎn)品表面，固化，即得噴涂彈性體。
16.如權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征在于A、B組份的體積比為1 1或2 1， 粘度相差不超過500CP。
17.如權(quán)利要求15或16所述的制備方法，其特征在于所述的噴涂彈性體的制備方法包含下列步驟(1)將權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的數(shù)均分子量為200 4000的聚氧化丙烯二胺、數(shù)均分子量為400 5000的聚氧化丙烯三胺、作為擴(kuò)鏈劑用的活性芳香族二胺、用作減速劑的芳香族二胺、阻燃劑、抗生物助劑和附著力添加劑合均勻作為B組份；(2)將權(quán)利要求14所述的噴涂彈性體的預(yù)聚物，以及步驟(1)得到的B組分分別連接到高壓計(jì)量噴涂機(jī)的兩個(gè)輸送泵上，控制兩種物料的壓力在3000psi內(nèi)，設(shè)定物料溫度在 40 85°C，使得物料壓力差不超過500CP，兩種物料在撞擊混合式噴槍的混合室中充分混合后霧化噴射到需涂敷的產(chǎn)品表面，A、B物料在1 40秒內(nèi)固化，根據(jù)需要可反復(fù)噴涂，以獲得預(yù)定膜厚的涂敷產(chǎn)品。
18.如權(quán)利要求15 17任一項(xiàng)所述的噴涂彈性體的制備方法制得的噴涂彈性體。
19.一種衛(wèi)浴產(chǎn)品，其包含衛(wèi)生潔具或淋浴用具，其特征在于其還包含存在于其表面上的噴涂彈性體，所述的噴涂彈性體如權(quán)利要求18所述。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴涂彈性體原料組合物，其包含A組分原料和B組分原料，A組分原料包含數(shù)均分子量400～3000的聚酯多元醇、數(shù)均分子量400～3000的聚醚多元醇、數(shù)均分子量400～2000的植物油多元醇和和數(shù)均分子量200～4000端氨基聚醚中的一種或多種，以及多異氰酸酯；B組分原料包含數(shù)均分子量200～4000的聚氧化丙烯二胺，數(shù)均分子量400～5000的聚氧化丙烯三胺，活性芳香族二元胺和芳香族二胺。本發(fā)明還公開了噴涂彈性體的預(yù)聚物，它們的原料組合物及制備方法及一種衛(wèi)浴產(chǎn)品。本發(fā)明的噴涂彈性體各種綜合性能良好，產(chǎn)品受壓后能記憶原形狀，提高了產(chǎn)品的體感舒適度，拓寬了噴涂彈性體的使用范圍。
文檔編號C09D175/06GK102504173SQ201110324619
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者仲建峰, 周顯達(dá), 周萌, 周震宇, 方舟, 董擎之 申請人:上海摩爾舒企業(yè)發(fā)展有限公司, 華東理工大學(xué)