CN103642381B - 用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料及其制备方法，由甲组份和乙组份组成，甲组份：聚醚多元醇、增塑剂、交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂、消泡剂、附着力促进剂，乙组份：聚醚多元醇、异氰酸酯、增塑剂。本发明通过将聚氨酯组合料喷涂于储罐外壁，隔绝了储罐与外界水分、酸性物质等的接触，且具有一定的缓冲能力，以此避免了储罐易生锈、易腐蚀问题的出现，对于冰雹等物体对储罐的冲击也有较好的缓冲效果，继而延长了储罐的使用寿命。本发明的制备方法科学合理、简单易行。

Description

用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料及其制备方法

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料及其制备方法。

背景技术

储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。目前对于价格适中的储罐，由于材质一般，一方面使用一段时间后外壁易生锈；另一方面对于部分化工类企业，由于所处的环境差，雨水酸性高，储罐外壁易被腐蚀；同时面对冰雹等恶劣天气，由于没有缓冲层，储罐外壁会因为冰雹等的击打而受到严重的损害，对于运输用的储罐，运输过程中还会面临石子等的冲击，储罐外壁会因此而损坏更加厉害。这几方面因素使得储罐使用较短时间即面临储罐外层防腐的处理、破损的修复甚至需要更换储罐，由于储罐的防腐处理费用、修复费用及更换费用高，因此储罐使用厂商迫切需求一种可以延长储罐使用寿命的方法。目前市场上虽有部分可以用于储罐外层喷涂的涂料，但一方面对于防火涂料，防水效果差，虽喷涂厚度高但硬度太大，导致其缓冲效果差；对于其他类型涂料则存在一次喷涂厚度小、价格高、喷涂后的储罐抗外界冲击力差等缺陷，因此涂料类难以达到储罐需求的防腐、防锈、防冲击的要求；用于塑胶跑道用的浆料，虽极少量产品调整触变性能达到储罐外层喷涂的条件，但产品与储罐的粘接力差，即使加入优异的附着力促进剂喷涂的材料在使用几个月的时间即出现明显的脱落，因此浆料也明显的达不到储罐的使用要求。总括来看，价格高、喷涂料同储罐的粘接性差、缓冲效果差、触变性低易“流挂”、强度低、耐酸性、耐候性差、使用寿命短成为喷涂类产品无法应用于储罐外层防护的主要因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料，喷涂厚度、硬度适中，具有较好的缓冲效果，同储罐的粘接力优异，耐老化、耐酸性、强度优异，使用寿命长；本发明同时提供了用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料的制备方法，科学合理、简单易行。

本发明所述的用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料，由甲组份和乙组份组成，以重量份数计：

甲组份：

乙组份：

聚醚多元醇    50-60份

异氰酸酯      35-45份

增塑剂        4-10份

使用时，将甲、乙组份按质量比为100：40-50混合即可。

所述的聚醚多元醇是以乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400-2600的多元醇及硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚（上海嶅稞实业有限公司产，市售）的混合物；以乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400-2600的多元醇与硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚的质量比是35-65:100。

所述的增塑剂是乙酰柠檬酸三辛酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或两种。

所述的交联剂是4,4'-亚甲基双（2,6-二乙基）苯胺或3,5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或两种。

所述的催化剂是双（3-二甲基氨丙基）氨基-2-丙醇或Bicat8MA^①（美国Shepherd化工公司产，市售）中的一种或两种。

所述的颜料是氧化铁红，抗氧剂是亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯，紫外线吸收剂是2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑，消泡剂是BYK-A555（德国BYK化学公司产，市售）。

所述的增稠剂是改性氢化蓖麻油。

所述的附着力促进剂是苯氨甲基三乙氧基硅烷。

所述的异氰酸酯是多芳基多亚甲基异氰酸酯。

本发明所述的用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料的制备方法，步骤如下：

（1）甲组份的制备：先将聚醚多元醇投入反应釜中搅拌，然后投入增塑剂、交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂及附着力促进剂后，搅拌，研磨后投入脱水釜中真空脱水，测试物料的水分质量分数，水分质量分数≤0.1%，降温，投入消泡剂，搅拌后即可装桶；

（2）乙组份的制备：将聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中，搅拌均匀，真空脱水，测试物料中水分质量分数，水分质量分数≤0.05%后，降温，加入异氰酸酯反应，降温，装桶。

本发明所述的用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料的制备方法，具体步骤如下：

（1）甲组份的制备：先将称量好的聚醚多元醇投入反应釜中搅拌，然后投入增塑剂、交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂及附着力促进剂后，搅拌20-30分钟，研磨后投入脱水釜中，在温度90-100℃、真空度0.09-0.1MPa下真空脱水1-3小时，测试物料的水分质量分数，水分质量分数≤0.1%，降温至30-50℃，投入消泡剂，搅拌10-20分钟后即可装桶；

（2）乙组份的制备：将聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中，搅拌均匀，在温度90-100℃、真空度0.09-0.1MPa下真空脱水1-3小时，测试物料中水分质量分数，水分质量分数≤0.05%后，降温至20-40℃，加入异氰酸酯，80-85℃反应1.5小时，降温，低于50℃装桶。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过将聚氨酯组合料喷涂于储罐外壁，隔绝了储罐与外界水分、酸性物质等的接触，且具有一定的缓冲能力，以此避免了储罐易生锈、易腐蚀问题的出现，对于冰雹等物体对储罐的冲击也有较好的缓冲效果，继而延长了储罐的使用寿命。本发明的制备方法科学合理、简单易行。

本发明的优势在于：价格适中的情况下，

（1）组合料喷涂厚度、硬度适中，一般为2-3mm，喷涂后的储罐对于外界物体的冲击具有较好的缓冲效果，对于运输用的储罐，能极大的减少路途中飞溅的石子等对储罐的损害；

（2）组合料选取了可以提高粘接力的硅烷改性的聚醚同高官能度聚醚的混合使用，合理设计组合料的分子结构，另外加入了合适的附着力促进剂助剂，从而喷涂的组合料同储罐的粘接力优异；

（3）组合料选取了高官能度的以乙二胺为起始剂的多元醇，固化速度快，且组合料触变性适中，因而喷涂后不会出现“流挂”现象，喷涂的面层均匀，且选取的颜料鲜艳，因而喷涂的储罐美观、靓丽；

（4）硅烷改性聚醚的选取、分子结构的特殊设计使得组合料耐老化、耐酸性优异，且组合料强度优异，使用寿命至少10年以上。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

（1）制备甲组份1000克：在烧杯中依次加入硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2600）150克，乙酰柠檬酸三辛酯97g，乙酰柠檬酸三丁酯100g，4,4'-亚甲基双（2,6-二乙基）苯胺150克，双（3-二甲基氨丙基）氨基-2-丙醇10克，氧化铁红30克，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯10克，2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑10克，改性氢化蓖麻油20克，苯氨甲基三乙氧基硅烷20克，搅拌20分钟，研磨后，在温度90℃、真空度0.09MPa下真空脱水3小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.1%，降温至30℃，加入BYK-A5553克，搅拌10分钟后即可装桶；

（2）制备乙组份1000克：在烧瓶中加入2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400）110克及乙酰柠檬酸三辛酯40克，在温度90℃、真空度0.09MPa下真空脱水3小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05%，降温至20℃，加入多芳基多亚甲基异氰酸酯450克，80℃反应2小时，降温，料温50℃装桶。

使用时，将甲、乙组份按质量比为100:45混合即可制成储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料。产品指标见表1。

实施例2

（1）制备甲组份1000克：在烧杯中依次加入硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400）250克，乙酰柠檬酸三丁酯200g，3,5-二甲硫基甲苯二胺104克，双（3-二甲基氨丙基）氨基-2-丙醇5克，氧化铁红10克，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯5克，2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑5克，改性氢化蓖麻油10克，苯氨甲基三乙氧基硅烷10克，搅拌30分钟，研磨后，在温度100℃、真空度0.1MPa下真空脱水1小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.08%，降温至50℃，加入BYK-A5551克，搅拌20分钟后即可装桶；

（2）制备乙组份1000克：在烧瓶中加入2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2600）150克及乙酰柠檬酸三丁酯50克，乙酰柠檬酸三辛酯50克，在温度100℃、真空度0.1MPa下真空脱水1小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.04%，降温至40℃，加入多芳基多亚甲基异氰酸酯350克，85℃反应1小时，降温，料温40℃装桶。

使用时，将甲、乙组份按质量比100:40混合即可制成储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料。产品指标见表1。

实施例3

（1）制备甲组份1000克：在烧杯中依次加入硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚447克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2500）200克，乙酰柠檬酸三辛酯100g，4,4'-亚甲基双（2,6-二乙基）苯胺100克，3,5-二甲硫基甲苯二胺50g，双（3-二甲基氨丙基）氨基-2-丙醇5克，Bicat8MA①5克，氧化铁红30克，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯10克，2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑10克，改性氢化蓖麻油20克，苯氨甲基三乙氧基硅烷20克，搅拌25分钟，研磨后，在温度95℃、真空度0.095MPa下真空脱水2小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.07%，降温至45℃，加入BYK-A5553克，搅拌15分钟后即可装桶；

（2）制备乙组份1000克：在烧瓶中加入2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚450克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2550）150克及乙酰柠檬酸三丁酯50克，在温度95℃、真空度0.095MPa下真空脱水2小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.03%，降温至30℃，加入多芳基多亚甲基异氰酸酯350克，82℃反应1.5小时，降温，料温45℃装桶。

使用时，将甲、乙组份按质量比100:45混合即可制成储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料。产品指标见表1。

实施例4

（1）制备甲组份1000克：在烧杯中依次加入硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2450）230克，乙酰柠檬酸三丁酯190g，3,5-二甲硫基甲苯二胺100克，Bicat8MA^①7克，氧化铁红25克，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯8克，2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑8克，改性氢化蓖麻油15克，苯氨甲基三乙氧基硅烷15克，搅拌30分钟，研磨后，在温度98℃、真空度0.098MPa下真空脱水2.5小时，检测物料中水分的质量分数，水分质量分数为0.08%，降温至50℃，加入BYK-A5552克，搅拌15分钟后即可装桶；

（2）制备乙组份1000克：在烧瓶中加入2-氯乙胺盐酸盐870-24-6八甲基环四硅醚400克，聚醚多元醇（乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2500）100克及乙酰柠檬酸三丁酯80克，在温度95℃、真空度0.09MPa下真空脱水3小时，检测物料中水分质量分数，水分质量分数为0.05%，降温至35℃，加入多芳基多亚甲基异氰酸酯420克，84℃反应1.5小时，降温，料温50℃装桶。

使用时，将甲、乙组份按质量比100:50混合即可制成储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料。产品指标见表1。

表1实施例1-4产品物理性能指标

注：选定的涂料及对比条件：涂料为富含环氧富锌的同储罐粘接性优异的一种底漆（粘接性、防锈性优异，但涂膜薄）。对比条件为两者均喷涂于同一储罐用材料表面，均固化完全后-20℃条件下放置1个月后70℃条件下再放置1个月，然后用粘结力测试仪进行测试对比。

由表1可以看出，本发明是一种适用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料能够满足储罐使用的各项指标。

Claims (3)

1.一种用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料，由甲组份和乙组份组成，其特征在于以重量份数计：

甲组份：

聚醚多元醇      55-65份

增塑剂          10-20份

交联剂          10-15份

催化剂          0.5-1 份

颜料            1-3份

抗氧剂          0.5-1份

紫外线吸收剂    0.5-1份

增稠剂          1-2份

消泡剂          0.1-0.3份

附着力促进剂    1-2份

乙组份：

聚醚多元醇      50-60份

异氰酸酯        35-45份

增塑剂          4-10份

使用时，将甲、乙组份按质量比为100：40-50混合即可；

所述的聚醚多元醇是以乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400-2600的多元醇及硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐 870-24-6八甲基环四硅醚的混合物；以乙二胺为起始剂，平均官能度4，分子量为2400-2600的多元醇与硅烷改性聚醚多元醇2-氯乙胺盐酸盐 870-24-6八甲基环四硅醚的质量比是35-65:100；

所述的增塑剂是乙酰柠檬酸三辛酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或两种；

所述的交联剂是4,4'-亚甲基双（2,6-二乙基）苯胺或3,5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或两种；

所述的催化剂是双（3-二甲基氨丙基）氨基-2-丙醇或Bicat 8MA^①中的一种或两种；

所述的增稠剂是改性氢化蓖麻油；

所述的附着力促进剂是苯胺甲基三乙氧基硅烷；

所述的异氰酸酯是多芳基多亚甲基异氰酸酯。

2.根据权利要求1所述的用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料，其特征在于所述的颜料是氧化铁红，抗氧剂是亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯，紫外线吸收剂是2-（2-羟基-3-十二烷基-5-甲基）苯并三唑，消泡剂是BYK-A555。

3.一种权利要求1或2所述的用于储罐外层防护的聚氨酯弹性体组合料的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）甲组份的制备：先将聚醚多元醇投入反应釜中搅拌，然后投入增塑剂、交联剂、催化剂、颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、增稠剂及附着力促进剂后，搅拌，研磨后投入脱水釜中真空脱水，测试物料的水分质量分数，水分质量分数≤0.1%，降温，投入消泡剂，搅拌后即可装桶；

（2）乙组份的制备：将聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中，搅拌均匀，真空脱水，测试物料中水分质量分数，水分质量分数≤0.05%后，降温，加入异氰酸酯反应，降温，装桶。