CN102533072A - 一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,该材料以等体积份比的A组分、R两组分为原料,所述的A组分为半预聚物,包括以下配方:多异氰酸酯30~60份;聚醚多元醇45~75份;所述的R组分包括以下配方:二胺类扩链剂15~60份;端氨基聚醚10~70份;端羟基聚醚10~75份;颜料1~30份;填料1~30份;助剂1~30份。其制作方法经过A组分的制备、R组分的制备、A组分与R组分等体积份比混合,得到喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料。本发明的优点是:防根茎穿刺性能优异,具备良好的理化性能;固化快速,可在任意平面上喷涂成型;环保性强,在施工和使用中对环境不造成危害。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料用领域,尤其涉及一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料及生产方法。
背景技术
如今,在建筑工程中涉及屋面绿化的地方越来越多,所谓屋面绿化是指以绿色植物覆盖建筑物的晤面,并配以植物生存所需要的营养土层、蓄水层以及屋面所需要的植物根阻拦层、排水层、防水层。屋面绿化主要有以下几点好处:第一,发展种植屋面,减缓城市的热岛效应;第二,实施屋面绿化,有利于增加城市大气中的氧气含量;第三,屋面种植的植物,可吸收有害物质,减轻大气污染;第四,调节生态环境,美化城市景观。
众所周知,各种植物的根系均具有很强的穿刺能力,目前的屋面绿化防根穿刺的常规做法是利用防水卷材的物理阻根特性,例如:有用中空类的泡沫塑料制品作为绿化土层与屋顶之间的良好排水层和填充物,以减轻自重;有用再生橡胶打底,加上沥青防水涂料,粘贴厚3mm玻璃纤维布作为防水层;也有在防水层与石板之间设置绝缘体层作为缓冲带,可防止向上传播的振动,并能防水、隔热,还可在绿化位置的屋顶楼板上做PUK聚氨酯涂膜防水层,预防漏水。这些防水卷材虽然能够对防植物根穿刺起到一定的作用,但其缺点是:适应性不强,不能满足不同屋面规定的材料防水、强度等性能指标。另外,目前在施工屋面绿化工程时,是将防水、植物根阻拦、过滤、排水、保水的工序分开进行,因而施工操作比较复杂,以至于增加了生产成本。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其具有防根茎穿刺能力优异,适应性能强和施工工艺操作简便的优点。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:该材料以等体积份比的A组分、R两组分为原料,所述的A组分为半预聚物,包括以下配方:
多异氰酸酯 30~60份;
聚醚多元醇 45~75份;
所述的R组分包括以下配方:
二胺类扩链剂 15~60份;
端氨基聚醚 10~70份;
端羟基聚醚 10~75份;
颜料 1~30份;
填料 1~30份;
助剂 1~30份;
该材料的异氰酸酯指数在0.9~1.2之间。
所述的A组分的游离异氰酸酯基的含量在10%~18%之间。
所述的多异氰酸酯的官能度为1~2.6。
所述的聚醚多元醇的官能度为2~4,羟基当量在500~4000之间。
所述的端氨基聚醚为含聚氧化乙烯或氧化丙烯主链的端氨基聚醚,其官能度为2~4。
所述的端羟基聚醚的官能度为2~4,羟基当量在500~4000之间。
一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,该方法经过A组分的制备、R组分的制备、A组分与R组分等体积份比混合得到喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其中,所述的A组分的制备包括以下工艺步骤:
第一步,按照以下份比配方备料:
多异氰酸酯 30~60份;
聚醚多元醇 45~75份;
第二步,将聚醚多元醇加入反应釜搅拌升温,减压脱水,当含水率低于0.05%时进入下一步;
第三步,加入多异氰酸酯至加入反应釜中,温度控制在80-85℃反应2小时;
第四步,冷却至50℃,搅拌15min;
第五步,过滤、充氮密封包装;
所述的R组分的制备包括以下工艺步骤:
步骤一,按照以下份比配方备料:
二胺类扩链剂 15~60份;
端氨基聚醚 10~70份;
端羟基聚醚 10~75份;
颜料 1~30份;
填料 1~30份;
助剂 1~30份;
步骤二,将上述配方备料加入反应釜搅拌,加入颜料调色,升温并减压脱水,当含水率低于0.08%时进入下一步;
步骤三,加入助剂,取填料并立即加入反应釜中搅拌分散15min;
步骤四,冷却至85-90℃,加入助剂,进行真空脱泡;
步骤五,冷却至50℃以下,加入其它助剂,混合搅拌10min;
步骤六,过滤,密封包装。
A组分制备工艺的第四步还包括加入助剂的步骤。
R组分制备工艺的步骤三中,所述的助剂为分散剂。
R组分制备工艺的步骤四中,所述的助剂为脱泡剂。
本发明相对于现有技术具有以下突出的实质性特点和显著的进步:
第一,防根茎穿刺性能优异,以及具备良好的理化性能,如拉伸强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、耐老化等,在施工时不受环境温度、湿度影响,并且同时,还赋予了材料防水、防腐、耐磨、抗冲等多种功能,实现了一材多用。
第二,固化快速,能在10秒钟甚至更短的时间即可固化成型,可在任意平面上喷涂成型,不产生流挂现象。
第三,环保性强,不含催化剂以及任何挥发性物质,100%固含量,在施工和使用中对环境不造成危害。
具体实施方式
实施例1
一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,该材料以等体积份比的A组分、R两组分为原料,所述的A组分为半预聚物,包括以下配方:
多异氰酸酯 30~60份;
聚醚多元醇 45~75份;
所述的R组分包括以下配方:
二胺类扩链剂 15~60份;
端氨基聚醚 10~70份;
端羟基聚醚 10~75份;
颜料 1~30份;
填料 1~30份;
助剂 1~30份;
所述的多异氰酸酯为低官能度多异氰酸酯,可采用以下的一种或几种:甲苯二异氰酸酯、亚苯基碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’_二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基二异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、高2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、环己二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对四甲基苯亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯。例如烟台万华聚氨酯公司MDI-50二苯基甲烷二异氰酸酯、MDI-100LL亚苯基碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’_二苯基甲烷二异氰酸酯,日本化成厄普姜公司Isonate143L。
所述的聚醚多元醇可采用以下的一种或几种::蓖麻油、天津石化三厂210、220、330的一种或几种。
所述的二胺类扩链剂可采用以下的一种或几种:3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺(DETDA)、二甲羟基甲苯二胺(DMTDA)、N,N’二烷基甲基二苯胺等中的异佛尔酮二胺。如美国UOP公司UNLINK4100、UNLINK4200;美国雅保公司(Albemarle)的Ethacure300、Ethacure100、DETDA80;或者为脂肪族类扩链剂,如Huntsman公司的JEFFAMINET-403、D-400、D-230、7027、754。
所述的端羟基聚醚采用:例如UCC公司聚己内酯(PCL)。
所述的颜料包括:黑浆、白浆、红浆、黄浆、绿浆、蓝浆的一种或几种。
所述的填料包括:碳酸钙、石英粉、石墨粉、钛白粉、陶土、蛭石粉、云母粉、重晶石、滑石粉、玻璃鳞片、碳酸钙粉、高岭土、硅灰石粉的一种或几种。
所述的助剂包括:稀释剂、分散剂、防沉降剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂、偶联剂、水解稳定剂、催化剂、光稳定剂、抗氧剂、消泡剂和增塑剂的一种或几种。例如Huntsman公司JeffsolTMPC、JeffsolTMEC稀释剂,德国BYK公司电中性润湿分散剂,南方化学有限公司Tixogel MP有机膨润土防沉降剂,英国奥布赖.威尔逊公司磷系阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)、雅宝公司氢氧化铝阻燃剂,德国BYK301、BYK302、BYK306、BYK307、BYK310、BYK331流平剂,安徽金威化工有限公司Tinuvin327、Tinuvin328、Tinuvin770、Tinuvin783光稳定剂,广州承诚化工有限公司Irganox1076抗氧剂等。
一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,该方法经过A组分的制备、R组分的制备、A组分与R组分混合喷涂在经过处理的基材表面得到喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其中,所述的A组分的制备包括以下工艺步骤:(1)检查真空系统、阀门、管路、搅拌机、仪表、反应釜、加热及冷却系统、计量系统等,待仪器设备一切正常后方可开车;(2)开启真空加样系统,按生产工艺配方准确称取聚醚、反应载体,将其加入反应釜中;(3)开动搅拌机和冷、热油系统,让料液逐步升温至100℃时,打开真空阀门开始减压脱水,此时控制好冷、热油阀门和真空阀门的开启程度,恒温在105±3℃、保持真空度在0.095MPa以上,减压脱水1小时;然后从人孔口取样,用卡尔-菲休水分测定仪测定含水率。当含水率低于0.05%时才可进入下一工序;(4)冷却至80-85℃,准确称取第一部分液化改性MDI加入反应釜中,温度控制在80-85℃反应2小时;(5)准确称取第二部分液化改性MDI加入反应釜中,温度控制在80-85℃反应2小时;(6)冷却至50℃,加入已称量好的助剂,搅拌15min;(7)用100目滤布过滤,充氮密封包装;并预留小样供中控测定。
所述的R组分的制备包括以下工艺步骤:(1)检查真空系统、阀门、管路、搅拌机、仪表、反应釜、加热及冷却系统、计量系统等,待仪器设备一切正常后方可开车;(2)按生产配方量将组合聚醚、链增长剂、增塑剂加入反应釜(配备带分散盘和浆叶的搅拌棒)中,然后加入色浆调色;(3)开启加热系统,对物料加热,使温度慢慢升值100℃;打开真空阀门开始减压脱水,此时控制好冷、热油阀门和真空阀门的开启程度,恒温在104±4℃、保持真空度在0.095MPa以上,减压脱水2小时;然后从人孔口取样,用卡尔-菲休水分测定仪测定含水率,当含水率低于0.08%时才可进入下一工序;(4)关闭真空,加入已称量好的分散剂,用减量法迅速秤取吸水填料并立即加入反应釜中;调节搅拌速度控制按钮,均匀缓慢地将搅拌速度提高到350r/min,搅拌分散15min;(5)冷却物料至85-90℃恒温,加入消泡剂,将搅拌速度降低至80r/min,重开真空阀门,使真空度维持在0.095MPa以上,真空脱泡1.5小时;(6)关闭加热系统,使物料冷却至50℃以下,加入其它助剂,混合搅拌10min;(7)用100目滤布过滤,密封包装,并预留小样供中控测定。
例如,取MDI_100 55份和羟基当量为1000的220聚醚45份。首先,加热聚醚二元醇,在90℃下,真空搅拌1~2小时,除去所存在的湿气;其次,氮气保护下冷却至70℃,加入MDI-100,将温度升至80℃±4℃,保温1~2小时,得NCO%为15.8%的半预聚物,即为A组分。R组分是由20份JEFFAMINET5000、25份JEFFAMINED-2000、15份Ethacure100、25份UNILINK4100、0.2份五氯苯酚、4份钛白粉、12.8份BYK331流平剂和3份德国BYK公司电中性润湿分散剂组成。A、R两组份通过Gusmer公司的H-20/35主机和GX-7喷枪按1∶1(体积比)喷涂于经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为10秒。
实施例2
将PAPI 58.9份和羟基当量为1000的220聚醚41.1份按实施例1中的工艺合成得NCO%为16%的半预聚物,即为A组分。R组分是由23.3份JEFFAMINET-5000、13.3份JEFFAMINED-400、22.7份Ethacure100、19.6份UNILINK4100、0.1份乙酸苯汞、12份钛白粉和9份DMMP组成。A、R组分通过Gama公司的G-250H主机和Master喷枪按1∶1(体积比)喷涂在经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为14s。
实施例3
将Isonate146L 56份和羟基当量为1000的330聚醚44份按实施例1中的工艺合成得NCO%为15%的半预聚物,即为A组分。R组分是由20.9份JEFFAMINET-403、26.33份JEFFAMINED-200、22.67份Ethacure300、30份Ethacure100和0.1份乙酸苯酚组成。A、R组分通过Graco公司的HXP-3主机和Fusion-AP喷枪按1∶1(体积比)喷涂形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为9秒。
实施例4
将MDI-100 25份、MDI-50 25份和羟基当量为1000的330聚醚50份按实施例1中的工艺合成得NCO%为16%的半预聚物,即为A组分。R组分是由28.18份JEFFAMINED-230、19.30份JEFFAMINED-400、18.49份Ethacure100、27.03份Ethacure300、0.1份8羟基喹啉酮、3.9份Tinuvin 328和3份Irganox 1076组成。A、R组分通过Gusmer公司的H-20/35主机和GX-7喷枪按1∶1(体积比)喷涂在经过处理的基材表面兴盛防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为9s。
实施例5
将MDI-50 30份、MDI-100LL 25份和羟基当量为500的210聚醚45份按实施例1中的工艺合成得NCO%为14%的半预聚物,即为A组分。R组分是由21份JEFFAMINET-5000、22份JEFFAMINED-2000、23份Ethacure100、28份UNILINK4100、0.1份五氯酚钠、1份黑浆和4份白浆组成。A、R两组份通过Gusmer公司的H-20/35主机和GX-7喷枪按1∶1(体积比)喷涂在经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为10s。
实施例6
将MDI-100LL 60.9份和羟基当量为500的210聚醚39.1份按实施例1中的工艺合成得NCO%为15%的半预聚物,即为A组分。R组分是由20份JEFFAMINET-403、25份JEFFAMINED-2000、25份UNILINK4100、1份BYK307和4份碳酸钙组成。A、R两组份通过Gama公司的G-250H主机和Master喷枪按1∶1(体积比)喷涂在经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为10s。
实施例7
将PAPI 56份和羟基当量为1000的220聚醚46份按实施例1中的工艺合成得NCO%为15.6%的半预聚物,即为A组分。R组分是由18.2份JEFFAMINED-400、26.3份JEFFAMINED-2000、27.2份DETDA、25.3份UNILINK4100、0.1份五氯酚钠、2.9份云母粉组成。A、R两组份通过Graco公司的HXP-3主机和Fusinon-AP喷枪按1∶1(体积比)喷涂于经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为8.9秒。
实施例8
将MDI-100LL 75份和蓖麻油25份按实施例1中的工艺合成得NCO%为15%的半预聚物,即为A组分。R组分是由10份JEFFAMINET-5000、35份JEFFAMINED-2000、25份DETDA、25份UNILINK4100、0.1份五氯苯酚、0.9份Tinuvin770、2份蛭石粉和2份玻璃鳞片组成。A、R两组分通过Gama公司的G-250H主机和Master喷枪按1∶1(体积比)喷涂于经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为7.8秒。
实施例9
将MDI-50 69份和蓖麻油31份按实施例1中的工艺合成得NCO%为15.3%的半预聚物,即为A组分。R组分是由20份JEFFAMINET-3000、26份JEFFAMINED-2000、26份DETDA、24份UNILINK4100、0.15份8-羧基喹啉酮、和3.85份钛白粉组成。A、R两组分通过美国Gusmer公司的H-20/35主机和GX-7喷枪按1∶1(体积比)喷涂于经过处理的基材表面形成防根茎穿刺的聚脲弹性体,其凝胶时间为9.4秒。
本发明喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的性能指标见表1。
表1 喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的主要物理性能
项目 | 指标 |
拉伸强度 | ≥20Mpa |
断裂伸长率 | ≥350% |
撕裂强度 | ≥50KN/m |
粘结强度 | ≥2.5Mpa |
硬度(Shore) | A30~D65,可调 |
冲击强度(Kg.cm) | 50 |
凝胶时间 | ≤1min |
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:该材料以等体积份比的A组分、R两组分为原料,所述的A组分为半预聚物,包括以下配方:
多异氰酸酯 30~60份;
聚醚多元醇 45~75份;
所述的R组分包括以下配方:
二胺类扩链剂 15~60份;
端氨基聚醚 10~70份;
端羟基聚醚 10~75份;
颜料 1~30份;
填料 1~30份;
助剂 1~30份;
该材料的异氰酸酯指数在0.9~1.2之间。
2.根据权利要求1所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:所述的A组分的游离异氰酸酯基的含量在10%~18%之间。
3.根据权利要求1或2所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:所述的多异氰酸酯的官能度为1~2.6。
4.根据权利要求4所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于,所述的聚醚多元醇的官能度为2~4,羟基当量在500~4000之间。
5.根据权利要求1所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:所述的端氨基聚醚为含聚氧化乙烯或氧化丙烯主链的端氨基聚醚,其官能度为2~4。
6.根据权利要求1所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其特征在于:所述的端羟基聚醚的官能度为2~4,羟基当量在500~4000之间。
7.一种喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,其特征在于:该方法经过A组分的制备、R组分的制备、A组分与R组分等体积份比混合,得到喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料,其中,所述的A组分的制备包括以下工艺步骤:
第一步,按照以下份比配方备料:
多异氰酸酯 30~60份;
聚醚多元醇 45~75份;
第二步,将聚醚多元醇加入反应釜搅拌升温,减压脱水,当含水率低于0.05%时进入下一步;
第三步,加入多异氰酸酯至加入反应釜中,温度控制在80-85℃反应2小时;
第四步,冷却至50℃,搅拌15min;
第五步,过滤、充氮密封包装;
所述的R组分的制备包括以下工艺步骤:
步骤一,按照以下份比配方备料:
二胺类扩链剂 15~60份;
端氨基聚醚 10~70份;
端羟基聚醚 10~75份;
颜料 1~30份;
填料 1~30份;
助剂 1~30份;
步骤二,将上述配方备料加入反应釜搅拌,加入颜料调色,升温并减压脱水,当含水率低于0.08%时进入下一步;
步骤三,加入助剂,取填料并立即加入反应釜中搅拌分散15min;
步骤四,冷却至85-90℃,加入助剂,进行真空脱泡;
步骤五,冷却至50℃以下,加入其它助剂,混合搅拌10min;
步骤六,过滤,密封包装。
8.如权利要求7所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,其特征在于:A组分制备工艺的第四步还包括加入助剂的步骤。
9.如权利要求7所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,其特征在于:R组分制备工艺的步骤三中,所述的助剂为分散剂。
10.如权利要求7所述的喷涂型聚脲弹性体防根茎穿刺材料的生产方法,其特征在于:R组分制备工艺的步骤四中,所述的助剂为脱泡剂。
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