專利名稱：：脂肪族噴涂聚脲彈性體及其制備方法和施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于防腐涂層面漆領(lǐng)域，具體是一種脂肪族噴涂聚脲彈性體及其制備方法和施工方法。
背景技術(shù)：
：在國內(nèi)的市場中，噴涂聚脲彈性體以芳香族噴涂聚脲彈性體為主。脂肪族噴涂聚脲彈性體仍處于研發(fā)階段，在國外偶見有相關(guān)的專利介紹，但是根據(jù)這些專利得到的脂肪族噴涂聚脲彈性體材料的物理性能仍不是很理想。美國專利NO.5，162，388公開了一種脂肪族噴涂聚脲彈性體。該專利應(yīng)用了脂環(huán)族的二胺作擴(kuò)鏈劑來提高噴涂彈性體的物理性能和操作性。該專利從1,4-環(huán)己基二胺，異佛爾酮二胺，4，4，-二環(huán)己基曱烷二胺，1,4-二胺乙基曱烷中選取脂肪族二胺作為擴(kuò)鏈劑。美國專利5，504,181公開了一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的制備方法。該彈性體由A和B兩組分組成。A組分是脂肪族異氰酸酯，B組分包括胺基封端的聚環(huán)氧丙烷和胺基封端的脂肪族擴(kuò)鏈劑。該專利采用的四甲基苯二亞曱基二異氰酸酯與端胺基聚醚進(jìn)行反應(yīng)制備預(yù)聚物，提高了產(chǎn)品的耐紫外線老化性能。美國專利5,616，677公開了一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的制備方法。該彈性體由A和B兩組分組成。A組分是由脂肪族異氰酸酯與氨基聚醚合成得到的預(yù)聚物或半預(yù)聚物。B組分是由氨基聚醚、脂環(huán)族伯胺擴(kuò)鏈劑、脂環(huán)族仲胺擴(kuò)鏈劑及其它助劑組成。該體系在可操作性上比以往的所7>布的專利有了明顯的提高，但是該體系中的A組分粘度較大，增加了噴涂施工的難度，且其綜合性能與現(xiàn)有的芳香族體系相比仍有較大的差距。美國專利2002/0107354中公開了一種應(yīng)用于聚脲中的脂肪族異氰酸酯預(yù)聚物的合成方法。該專利采用己內(nèi)酯單體，脂肪族伯胺聚合物和脂肪族的無游離單體的異氰酸酯，如六亞曱基二異氰酸酯的二聚體或三聚體，合成得到異氰酸酯預(yù)聚物。該合成方法無催化劑，利用合成反應(yīng)中的放熱來維持反應(yīng)。美國專利6,403,752中介紹了一些脂肪族的二胺在聚氨酯、聚氨酯脲及聚脲體系中的作用。主要介紹的二胺包括l,4，-二(烷胺基)環(huán)己烷，1-甲基-2,4-二(烷氨基)-3，5-二烷基環(huán)己烷，N,N，-二氨基異佛爾酮二胺，1,6-二(烷氨基)己烷。這些擴(kuò)鏈劑可以單獨(dú)或和其他的聚醚胺或聚醚多元醇混合應(yīng)用于聚氨酯、聚氨酯脲或聚脲體系中。噴涂聚脲彈性體是近年來為適應(yīng)環(huán)保而開發(fā)的一種100%固含量的噴涂材料。該材料具有優(yōu)異的綜合性能，耐水、耐油、耐老化、耐磨、耐腐蝕，施工速度快，整體性能優(yōu)異。目前，大部分所使用的聚脲體系為芳香族產(chǎn)品。該體系大多由芳香族的異氰酸酯與芳香族的擴(kuò)鏈劑或脂肪族的擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制得。該體系在光澤和保色性方面存在一定的缺陷，尤其是當(dāng)其應(yīng)用于戶外長期照射紫外線的環(huán)境中時(shí)，該缺陷更是明顯。主要表現(xiàn)在失光、變色，同時(shí)引起了性能的下降，這大大的阻礙了聚脲彈性體在戶外面漆的應(yīng)用。傳統(tǒng)的噴涂聚脲彈性體是以芳香族的異氰酸酯MDI為主要原料合成得到的異氰酸酯預(yù)聚物，最常用的二乙基曱苯二胺(DETDA)為芳香族擴(kuò)鏈劑。該擴(kuò)鏈劑應(yīng)用于聚脲體系中能提供很好的物理性能。但是在該體系中，無論是MDI還是DETDA對紫外線均不穩(wěn)定，在應(yīng)用過程中容易變色?，F(xiàn)有的脂肪族噴涂聚脲體系反應(yīng)速度較快，無法形成較好的表觀和良好的綜合物理性能。眾所周知，要提高體系的紫外線穩(wěn)定性最好的辦法就是采用脂肪族異氰酸酯與脂肪族擴(kuò)鏈劑。最常用的伯胺類脂肪族擴(kuò)鏈劑包括1,4-二胺基環(huán)己基二胺，1，2-二胺基環(huán)己基二胺，1，6-二胺基己烷。這些或者其他的伯胺類脂肪族胺類擴(kuò)鏈劑可以應(yīng)用，但是由于它們與異氰酸酯反應(yīng)速度太快，所以很難將其應(yīng)用于噴涂體系中。其它一些直鏈的低分子量的伯胺類的擴(kuò)鏈劑也具有很快的反應(yīng)速度，因此導(dǎo)致體系的混合性能和得到的彈性體性能較差。比較常用的氨基封端的聚醚多元醇如JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-203，JEFFAMINED-2000，JEFFAMINET-5000等，雖然具有較合適的反應(yīng)速度，但是得到的彈性體的性能與DETDA擴(kuò)鏈得到的彈性體的性能相比也還有一定的差距。針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明又進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種脂肪族噴涂聚脲彈性體及其制備方法和施工方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的保光保色性能差以及綜合物理性能不高的問題。本發(fā)明公開了一種100°/。固含量的脂肪族噴涂聚脲彈性體的制備方法。該材料具有優(yōu)良的物理性能和耐紫外線、保光保色性。該彈性體材料可應(yīng)用于長期暴露于紫外線條件下的、對保光保色具有較高要求的防腐涂層的面漆。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種脂肪族噴涂聚脲彈性體，包括A、R兩組分，其特征在于所述A組分是由25-55份脂肪族多異氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多異氰酸酯預(yù)聚物；所述R組分包括35-55份胺類擴(kuò)鏈劑和45-65份端氨基聚醚，所述A、R兩組分按照異氰酸酯指數(shù)在0.9-1.2之間進(jìn)行配合使用。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述的脂肪族多異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、苯二亞曱基異氰酸酯(XDI)、環(huán)己烷二亞曱基二異氰酸酯OUDI))、4，4，-二環(huán)己基曱烷二異氰酸酯(HuMDI)、四曱基苯二亞曱基二異氰酸酯(TMXDI)、六亞曱基二異氰酸酯(HDI)，選取其中的一種或幾種。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述聚醚多元醇的羥基當(dāng)量為300-20000，其官能度在2-4之間；所述聚醚多元醇為聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氫呋喃醚二醇、以及上述的一種或幾種的共聚物，選取其中的一種或多種。所述聚醚多元醇還包括低不飽和度的聚醚多元醇、羥基封端的聚丁二烯、羥基封端的多元醇與異氰酸酯的半預(yù)聚物。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述R組分中的脂肪族胺類擴(kuò)鏈劑可選自1,6-己二胺、1，6-環(huán)己二胺，1,4-環(huán)己二胺，異氟爾酮二胺，4，4，-二環(huán)己基曱烷二胺，2，4，-二環(huán)己基曱烷二胺中的一種或幾種的混合物；還可以為上述二胺改性得到的仲胺類擴(kuò)鏈劑，包括Clear1ink系列、VersalinkTM系列、Jefflink系列、ployclearTM胺類擴(kuò)鏈劑,選取其中的一種或幾種。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述R組分中端氨基聚醚可選自JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-230,JEFFAMINED-2000，JEFFAMINET-5000其中的一種或幾種的混合物。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述R組分中還包括助劑，所述助劑包括可加入抗氧劑、紫外線吸收劑等穩(wěn)定助劑，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑，例如CIBA/>司的IRGAN0X1010、1076等抗氧劑；所述紫外線吸收劑為苯并三唑類化合物紫外線吸收劑，如TINUVINP、TI麗IN327、T麗VIN328等紫外線吸收劑。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述R組分中還可加入重量份數(shù)為020份的顏填料，例如玻纖、炭黑、碳酸4丐、滑石粉、高嶺土、沸石、硅藻土、硫酸鋇、珍珠巖、鋯石、鈦白粉。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述A組分中還加入催化劑，所述催化劑選取以下的一種或幾種的混合物叔胺類催化劑N,N-二曱基環(huán)己烷、三亞乙基二胺、三乙胺、N-乙基嗎菲林、N-曱基嗎菲林、三乙醇胺；有機(jī)金屬類催化劑有機(jī)錫類催化劑、有機(jī)鉍類催化劑；有機(jī)錫類催化劑辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫；有枳組類催化劑辛酸4Jt、異辛酸鉍；所述催化劑添加量占A組分總重量的0.1%。-0.2%。。一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的制備方法，其特征在于將25-55份脂肪族多異氰酸酯加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，加入適量催化劑，勻速攪拌，加熱至50-60。C，向反應(yīng)釜中緩慢加入45-75份聚醚多元醇，在80-100。C下，保溫反應(yīng)2.5-3.5小時(shí)，取樣分析，測得半預(yù)聚物中的自由異氰酸酯含量在13-18%之間，冷卻出料；所述R組分的制備方法是R組分包括35-55份胺類擴(kuò)鏈劑和45-65份端氨基聚醚；如果加入顏填料，則首先把顏填料與部分R組分中的端氨基聚醚制成混合物，然后用砂磨機(jī)研磨設(shè)備分散成色漿，最后按照配方把研磨好的色漿、剩余部分端氨基聚醚、擴(kuò)鏈劑、助劑加入到制漆罐中，利用高剪切^t設(shè)備高速攪拌30分鐘制得；如果不加顏填料，則按照配方量，把端氨基聚醚、擴(kuò)鏈劑及助劑用高剪切分散設(shè)備高速攪拌25-35分鐘制得；所述A、R組分的異氰酸酯指^:在0.9-1.2之間。一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的施工方法，其特征在于將A、R兩組分在1:1固定體積比的高壓噴jiH殳備中進(jìn)行計(jì)量、加壓、升溫后，通過噴槍噴到底材上，固化得脂肪族噴涂聚脲彈性體材料，A、R物料的初始溫度高于l(TC,設(shè)定主機(jī)壓力為55-70Kg/cm2，溫度為70-80°C，在噴槍混合室內(nèi)兩組分的噴涂壓力差低于14Kg/cm2。異氰酸酯指數(shù)是指A、R組分的當(dāng)量比。當(dāng)A組分制備好以后，按照要求的異氰酸酯指數(shù)再來計(jì)算、制備R組分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積才及效果1.受溫度、濕度的影響較小。2.反應(yīng)速度降低，得到的涂層更致密、更平滑。3.綜合物理性能得到了較大提高。本發(fā)明的脂肪族噴涂聚脲彈性體材料性能穩(wěn)定，放熱緩和，不受溫濕度的影響，固化速度快。固化后，材料的整體力學(xué)強(qiáng)度好、耐紫外線穩(wěn)定、保光保色性優(yōu)異。本發(fā)明中R組分中采用了反應(yīng)和緩的仲胺類擴(kuò)鏈劑，通過適當(dāng)調(diào)整異氰酸酯指數(shù)，可以優(yōu)化出較好的綜合力學(xué)性能。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1A組分脂肪族預(yù)聚物的合成將48份異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，勻速攪拌，加熱至55。C,向反應(yīng)釜中緩慢加入524分聚醚多元醇TDiol-2000和0.01份辛酸亞錫在80-9(TC下保溫反應(yīng)3小時(shí)，取樣分析，測所得半預(yù)聚物中的自由異氰酸酯含量在(13.5±0.2)%之間，冷卻出料。B纟且分配方表組成成分含量(重量百分比)D-200044.5T-5謂9.6PolyclearTM13624.5Clearlink100015.4IRGANOX10760.5UV-P0.5Ti02合計(jì)100B組分制備先將5份鈥白粉與5份JEFFAMINED-2000用高速剪切設(shè)備混合均勻，然后用砂磨機(jī)將該混合物制成粒徑小于50微米的色漿。然后將上述剩余原料加入到制漆罐中，用高速剪切分?jǐn)溤O(shè)備高速攪拌30分鐘。該體系的異氰酸酯指數(shù)為1.09。施工方法將A、R組分在使用之前分別預(yù)熱到25°C,使用高壓對撞混合設(shè)備按1:l(體積比)噴涂，主機(jī)壓力設(shè)定為60Kg/cm2，A、R組分的主加熱和管加熱溫度，設(shè)定為75°C,環(huán)境溫度為23。C，環(huán)境濕度為40%。噴涂所得的脂肪族聚脲彈性體進(jìn)行性能測試。測試結(jié)果如下項(xiàng)目名稱檢測結(jié)果凝膠時(shí)間(s)43表干時(shí)間(s)79硬度(邵A)87拉伸強(qiáng)度(MPa)12.4伸長率(％)362撕裂強(qiáng)度(KN/m)43實(shí)施歹'J2A組分脂肪族預(yù)聚物的合成將49份4,4，-二環(huán)己基曱烷二異氰酸酯(H12MDI)加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，勻速攪拌，加熱至55°C,向反應(yīng)釜中緩慢加入51份聚醚多元醇PTMG1000和O.Ol份辛酸亞錫，在80-100。C下保溫反應(yīng)3小時(shí)，取樣分析，測所得半預(yù)聚物中的自由異氰酸酯含量在(15±0.2)%之間，冷卻出料。B組分配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>B組分制備先將5份鈦白粉與5份JEFFAMINED-2000用高速剪切設(shè)備混合均勾，然后用砂磨機(jī)將該混合物制成粒徑小于50微米的色漿。然后將上述剩余原料加入到制漆罐中，用高速剪切M設(shè)備高速攪拌30分鐘。該體系的異氰酸酯指數(shù)為1.09。施工方法將A、R組分在使用之前分別預(yù)熱到26°C,使用高壓對撞混合設(shè)備按1:l(體積比)噴涂，主機(jī)壓力設(shè)定為60Kg/cm2，A、R組分的主加熱和管加熱溫度，設(shè)定為75。C，環(huán)境溫度為24°C,環(huán)境濕度為42%。噴涂所得的脂肪族聚脲彈性體進(jìn)行性能測試。測試結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種脂肪族噴涂聚脲彈性體，包括A、R兩組分，其特征在于所述A組分是由25-55份脂肪族多異氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多異氰酸酯預(yù)聚物；所述R組分包括35-55份胺類擴(kuò)鏈劑和45-65份端氨基聚醚，所述A、R兩組分按照異氰酸酯指數(shù)在0.9-1.2之間進(jìn)行配合使用。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述的脂肪族多異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞曱基異氰酸酯、環(huán)己烷二亞曱基二異氰酸酯、4,4，-二環(huán)己基曱烷二異氰酸酯、四曱基苯二亞曱基二異氰酸酯、六亞曱基二異氰酸酯，選取其中的一種或幾種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述聚醚多元醇的羥基當(dāng)量在300-2000,其官能度在2-4之間；所述聚醚多元醇為聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氫呋喃醚二醇中的一種或多種；或者上述物質(zhì)的一種或幾種的共聚物，然后選用所述共聚物的一種或多種；或者所述聚醚多元醇為低不飽和度聚醚多元醇、羥基封端的聚丁二烯、羥基封端的多元醇與異氰酸酯的半預(yù)聚物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述R組分中的胺類擴(kuò)鏈劑為1，6-己二胺、1,6-環(huán)己二胺、1,4-環(huán)己二胺、異氟爾酮二胺、4，4，-二環(huán)己基曱烷二胺、2,4，-二環(huán)己基曱烷二胺中的一種或幾種的混合物；或者為上述胺類擴(kuò)鏈劑二胺改性得到的仲胺類擴(kuò)鏈劑，包括Clearlink系列、Versalink系列擴(kuò)鏈劑、Jefflink系列、ployclear胺類擴(kuò)《連劑，選耳又其中的一種或幾種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述R組分中端氨基聚醚選用JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-230,JEFFAMINED-2000,JEFFAMINET-5000中的一種或幾種的混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述R組分中還包括抗氧劑、紫外線吸收劑，所述抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑；所述紫外線吸收劑是指苯并三唑類化合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述R組分中還包括重量份數(shù)為Q~20份的顏填料。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪族噴涂聚脲彈性體，其特征在于所述A組分中還加入催化劑，所述催化劑選取以下的一種或幾種的混合物叔胺類催化劑N，N-二曱基環(huán)己烷、三亞乙基二胺、三乙胺、N-乙基嗎菲林、N-曱基嗎菲林、三乙醇胺；有機(jī)金屬類催化劑有機(jī)錫類催化劑、有機(jī)鉍類催化劑；有機(jī)錫類催化劑辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫；有機(jī)敘類催化劑辛酸敘、異辛酸鉍、；所述催化劑添加量占A組分總重量的0.l%。-0.2%0。9、一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的制備方法，其特征在于所述A組分多異氰酸酯預(yù)聚物的制備方法是將按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)計(jì)量的多異氰酸酯加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，加入適量催化劑，勻速攪拌，加熱至50-60。C，向反應(yīng)釜中緩慢加入計(jì)量的聚醚多元醇，在80-100。C下，保溫反應(yīng)2.5-3.5小時(shí)，取樣分析，測得半預(yù)聚物中的自由異氰酸酯含量在13-18°/。之間，冷卻出料；所述R組分的制備方法是按照權(quán)利要求1所述的R組分重量份數(shù)，如果加入顏填料，則首先把顏填料與部分R組分中的端氨基聚醚制成混合物，然后用砂磨機(jī)研磨設(shè)備分散成色漿，最后按照配方把研磨好的色漿、剩余部分端氨基聚醚、擴(kuò)鏈劑、助劑加入到制漆罐中，利用高剪切M設(shè)備高速攪拌30分鐘制得；如果不加顏填料，則按照配方量，把端氨基聚醚、擴(kuò)鏈劑及助劑用高剪切分散設(shè)備高速攪拌25-35分鐘制得；所述A、R組分的異氰酸酯指數(shù)在0.9-1.2之間。10、一種脂肪族噴涂聚脲彈性體的施工方法，其特征在于將A、R兩組分在1:1固定體積比的高壓噴涂設(shè)備中進(jìn)行計(jì)量、加壓、升溫后，通過噴槍噴到底材上，固化得脂肪族噴涂聚脲彈性體材料，A、R物料的初始溫度高于10。C,設(shè)定主機(jī)壓力為55-70Kg/cm'，溫度為70-80°C，在噴槍混合室內(nèi)兩組分的噴涂壓力差低于14Kg/cm2。全文摘要本發(fā)明提供了一種脂肪族噴涂聚脲彈性體及其制備方法和施工方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)的保光保色性能差以及綜合物理性能不高的問題。所采用的技術(shù)方案是一種脂肪族噴涂聚脲彈性體，包括A、R兩組分，所述A組分是由25-55份脂肪族多異氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多異氰酸酯預(yù)聚物；所述R組分包括35-55份胺類擴(kuò)鏈劑和45-65份端氨基聚醚，所述A、R兩組分按照異氰酸酯指數(shù)在0.9-1.2之間進(jìn)行配合使用。本發(fā)明的脂肪族噴涂聚脲彈性體材料的整體力學(xué)強(qiáng)度好、耐紫外線穩(wěn)定、保光保色性優(yōu)異。文檔編號B05D1/34GK101302394SQ20081001687公開日2008年11月12日申請日期2008年6月19日優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日發(fā)明者劉東暉,劉培禮,崔洪犁,王寶柱,胡松霞申請人:青島佳聯(lián)化工新材料有限公司