CN103923557A - 一种喷涂聚脲弹性体专用底涂及其制备方法 - Google Patents

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一种喷涂聚脲弹性体专用底涂，包括A组份和B组份，所述A组份和所述B组份的重量比为2～4：1；所述A组份为由异氰酸酯和聚醚多元醇反应合成的异氰酸酯预聚物，其-NCO含量在15％～25％之间；所述B组份按照重量比包括以下原料：双酚A型环氧树脂50-80份、烷基二醇胺25-40份、溶剂20～62份、扩链剂2.0～4.0份、偶联剂0.5～1.0份、消泡剂0.5～1.5份和基材润湿剂0.5～1.5份。本发明还公开了一种喷涂聚脲弹性体专用底涂的制备方法，可以显著提高基材和聚脲弹性体之间的附着力。

Description

一种喷涂聚脲弹性体专用底涂及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚脲弹性体喷涂领域，具体涉及一种喷涂聚脲弹性体专用底涂及其制备方法。
背景技术
喷涂聚脲弹性体是近几年发展起来的一种固化速度快、施工快捷的环保型材料，能够几秒内凝胶，几分钟后即可达到步行强度，适合大面积喷涂作业，因此具有良好的施工性能。由于凝胶时间太快，对基材润湿欠佳，以及混凝土基材表面存在大量的灰尘，并且其抗拉强度低(一般小于1.5MPa)，导致聚脲弹性体与基材之间的附着力很低。
涂刷底涂可以提高基材和聚脲弹性体之间的附着力，但是现有的底涂中缺少与基材、聚脲弹性体能够形成键合的极性基团，因而附着力并没有得到显著改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷涂聚脲弹性体专用底涂及其制备方法，以解决上述现有底涂无法显著提高基材和聚脲弹性体之间附着力的问题。
技术方案如下：
一种喷涂聚脲弹性体专用底涂，包括A组份和B组份，所述A组份为由异氰酸酯和聚醚多元醇反应合成的异氰酸酯预聚物，其-NCO含量在15％～25％之间。
所述B组份按照重量比包括以下原料：双酚A型环氧树脂50-80份、烷基二醇胺25-40份、溶剂20～62份、扩链剂2.0～4.0份、偶联剂0.5～1.0份、消泡剂0.5～1.5份和基材润湿剂0.5～1.5份。
本发明还涉及一种喷涂聚脲弹性体专用底涂的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组份的制备：
将聚醚多元醇加入反应釜中，于100-130℃、0.05-0.1MPa的真空度下脱水1-3h，然后降温至40-70℃，向反应釜中滴加异氰酸酯，升温至75-90℃，保温反应1-4h，脱泡后降温，得到所述A组分；
(2)B组份的制备：
按重量比，在反应釜中加入双酚A型环氧树脂和溶剂，在40-70℃下搅拌预热15～50min，再缓慢滴加烷基二醇胺，1-3h内滴加完毕；然后将温度升至70-90℃反应1-4h，再将扩链剂、偶联剂、消泡剂和基材润湿剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到所述B组分；
将所述A组份和所述B组份按照特定的重量比例混合均匀，得到所述底涂。
本发明的有益效果是：
1、本发明的底涂可以显著提高基材和聚脲弹性体之间的附着力，与聚脲材料配套性良好、具有高强度、高渗透性、干燥速度快且对混凝土基材具有良好附着力。
2、本发明实施例中制备的底涂的主要性能指标如表1所示：
表1底涂的主要性能测试结果
具体实施方式
下面将结合实施例，来详细说明本发明。
本发明的整体思路为：环氧树脂中含有大量的羟基、醚键等极性基团，对各种金属基材、混凝土均具有良好的附着力。除此之外，环氧树脂耐溶剂性能优异，对水汽不敏感，常被用来制作各种涂料体系的底涂。但是环氧树脂固化物的韧性较差，弹性模量较高，直接与聚脲弹性体搭配使用会出现与基材附着好但与聚脲弹性体附着差的问题。因此，必须对环氧树脂进行改性，方可与聚脲弹性体配套使用。
本发明提供的底涂由A组分和B组分混合制成，其中：A组分为聚醚多元醇改性的异氰酸酯预聚体；B组份主要由羟基改性的环氧树脂，扩链剂、稀释剂及各种助剂组成；羟基改性环氧树脂为双酚A型环氧树脂与烷基二醇胺反应生成的化合物。使用前，将两组分按一定的比例混合均匀。其制备方法包括以下几个步骤：
(1)将聚醚多元醇加入反应釜中，于100-130℃、0.05-0.1MPa的真空度下脱水1-3h，然后降温至40-70℃，向反应釜中滴加异氰酸酯，缓慢升温至75-90℃，保温反应1-4h，脱泡后降温，得到异氰酸酯预聚物A组分，密封保存；
(2)按重量比在反应釜中加入双酚A型环氧树脂和溶剂，在40-70℃下搅拌预热15～50min，再缓慢滴加烷基二醇胺，1-3h内滴加完毕，其加入量为双酚A型环氧树脂物质的量(mol量)的0.95～1.05倍；然后将温度升至70-90℃反应1-4h，得到的产物为环氧树脂与多羟基化环氧树脂的混合物；按重量比将扩链剂、全部助剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到底涂的B组分；
使用前，按照特定的比例将A、B组分混合搅拌，得到底涂。
所述聚醚多元醇选取聚氧化丙烯二醇(如：N210、N204、N220)、聚氧化丙烯三醇(如：N303、N330)、四羟丙基乙二胺(如：N403)、聚四氢呋喃二醇(如：Ng210)中的一种或几种。
所述双酚A型环氧树脂为液态的E44、E51、E54中的一种或几种的任意比混合物，如南亚128、128E、127、127E，无锡树脂厂6101等等。
所述烷基二醇胺为N-甲基二乙醇胺和/或二乙醇胺。
所述溶剂为无水二甲苯和/或醋酸丁酯。
所述异氰酸酯为液化的二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和/或甲苯二异氰酸酯TDI和/或就代表一种或两种混合。
所述助剂包括偶联剂、消泡剂、基材润湿剂。所述分散剂为高分子量(相对分子量在10000以上)脂肪酸衍生物，如迪高Dispers610，Dispers630等；所述消泡剂为有机硅类消泡剂，如迪高Airex900，Airex940等；偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等常用试剂。
所述扩链剂为反应速度较为缓和的位阻型端氨基聚醚，如Unilink4200、JEFFLINK555、CLEARLINK1000、JEFFLINK754等等。
上述的方法实施例中，通过调节原料种类、组份以及工艺参数，可制备出多种不同的底涂，下面通过以下的各个实施例详细说明
实施例1
本实施例的一种用于聚脲弹性体喷涂的底涂，其制备方法包含以下两个步骤：
(1)A组分的制备
将100份N210、50份N303份聚醚多元醇加入反应釜中，于120-130℃、0.05MPa的真空度下脱水3h，然后降温至70℃，向反应釜中滴201份TDI-80，缓慢升温至90℃，保温反应1h，脱泡后降温，得到-NCO含量为20％的异氰酸酯预聚物A组分。
(2)B组分的制备
按重量比在反应釜中加入80份的E44环氧树脂和50份醋酸丁酯在40℃下搅拌预热30～50min，再缓慢滴加37份二乙醇胺基醇胺，1h内滴加完毕，然后将温度升至70℃反应4h，得到的产物为环氧树脂与多羟基化环氧树脂的混合物；按重量比将2.0份JEFFLINK754、1.0份偶联剂、1.0份消泡剂、1.0份基材润湿剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到底涂的B组分。
使用时，按照重量比A：B为2:1的比例混合，搅拌均匀，得到底涂。
本实施例中所制备的聚脲专用底涂的基本参数如表2所示：
表2底涂的基本参数
实施例2
本实施例的一种用于聚脲弹性体喷涂的底涂，其制备方法包含以下两个步骤：
(1)A组分的制备
将50份N220、100份N303聚醚多元醇加入反应釜中，于100-110℃、0.1MPa的真空度下脱水1h，然后降温至40℃，然后向反应釜中滴加433.7份液化MDI，缓慢升温至75℃，保温反应4h，脱泡后降温，得到-NCO含量为15％的异氰酸酯预聚物A组分。
(2)B组分的制备
按重量比在反应釜中加入50份的E51环氧树脂10份E54环氧树脂和62份二甲苯在70℃下搅拌预热15～30min，再缓慢滴加37份N-甲基二乙醇胺，3h内滴加完毕，然后将温度升至90℃反应1h，得到的产物为环氧树脂与多羟基化环氧树脂的混合物；按重量比将4.0份CLEARLINK1000、0.5份偶联剂、1.5份消泡剂、0.5份基材润湿剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到底涂的B组分。
使用时，按照重量比A：B为3:1的比例混合，搅拌均匀，得到底涂。
本实施例中所制备的聚脲专用底涂的基本参数如表3所示：
表3底涂的基本参数
实施例3
本实施例的一种用于聚脲弹性体喷涂的底涂，其制备方法包含以下两个步骤：
(1)A组分的制备
将50份N210、50份N403聚醚多元醇加入反应釜中，于110-120℃、0.09MPa的真空度下脱水2h，然后降温至60℃，然后向反应釜中滴加20份TDI-65，202.5份液化MDI，缓慢升温至(80±2)℃，保温反应2h，脱泡后降温，得到-NCO含量为25％的异氰酸酯预聚物A组分。
(2)B组分的制备
按重量比在反应釜中加入50份的51环氧树脂、10份E54环氧树脂和22份醋酸丁酯、27份二甲苯，在60℃下搅拌预热15～30min，再缓慢滴加36.8份N-甲基二乙醇胺，2h内滴加完毕，然后将温度升至80℃反应2h，得到的产物为环氧树脂与多羟基化环氧树脂的混合物；按重量比将3.0份CLEARLINK1000、1.0份偶联剂、1.0份消泡剂、1.5份基材润湿剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到底涂的B组分。
使用时，按照重量比A：B为2:1的比例混合，搅拌均匀，得到底涂。
本实施例中所制备的聚脲专用底涂的基本参数如表4所示：
表4底涂的基本参数
实施例4
本实施例的一种用于聚脲弹性体喷涂的底涂，其制备方法包含以下两个步骤：
(1)A组分的制备
将50份N210、50份Ng210聚醚多元醇加入反应釜中，于110-120℃、0.09MPa的真空度下脱水2h，然后降温至60℃，然后向反应釜中滴加188份液化MDI，缓慢升温至(80±2)℃，保温反应2h，脱泡后降温，得到-NCO含量为16％的异氰酸酯预聚物A组分。
(2)B组分的制备
按重量比在反应釜中加入50份的51环氧树脂和20份二甲苯在60℃下搅拌预热15～30min，再缓慢滴加27份二乙醇胺，2h内滴加完毕，然后将温度升至80℃反应2h，得到的产物为环氧树脂与多羟基化环氧树脂的混合物；按重量比将2.0份CLEARLINK1000、1.0份偶联剂、1.0份消泡剂、1.0份基材润湿剂，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到底涂的B组分。
使用时，按照重量比A：B为4:1的比例混合，搅拌均匀，得到底涂。
本实施例中所制备的聚脲专用底涂的基本参数如表5所示：
表5底涂的基本参数
本发明所制备的聚脲专用底涂与聚脲材料的配套性非常好，而且对于混凝土基材具有良好的附着力，综合物理性能优异，能在冬天低温环境下固化，快速表干，便于大面积施工并适用于各类复杂、苛刻的使用环境。

Claims (10)

1.一种喷涂聚脲弹性体专用底涂，其特征在于，包括A组份和B组份，所述A组份和所述B组份的重量比为2～4：1；
所述A组份为由异氰酸酯和聚醚多元醇反应合成的异氰酸酯预聚物，其-NCO含量在15％～25％之间；
所述B组份按照重量比包括以下原料：双酚A型环氧树脂50-80份、烷基二醇胺25-40份、溶剂20～62份、扩链剂2.0～4.0份、偶联剂0.5～1.0份、消泡剂0.5～1.5份和基材润湿剂0.5～1.5份。
2.如权利要求1所述的底涂，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、四羟丙基乙二胺、聚四氢呋喃二醇中的一种或几种；所述异氰酸酯为液化的二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和/或甲苯二异氰酸酯TDI。
3.如权利要求1或2所述的底涂，其特征在于，所述A组份的原料中，所述聚醚多元醇100-150份，所述异氰酸酯188-435份。
4.如权利要求3所述的底涂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为液态的E44、E51、E54中的一种或几种的任意比例混合物。
5.如权利要求4所述的底涂，其特征在于，所述烷基醇胺为N-甲基二乙醇胺和/或二乙醇胺；所述稀释剂为无水二甲苯和/或醋酸丁酯；所述扩链剂为位阻型端氨基聚醚。
6.如权利要求5所述的底涂，其特征在于，
所述A组份中的-NCO含量为20％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂80份、溶剂50份、烷基二醇胺37份、扩链剂2.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.0份；所述A组份和所述B组份的重量比为2：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为15％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂60份、溶剂62份、烷基二醇胺37份、扩链剂4.0份、偶联剂0.5份、消泡剂1.5份和基材润湿剂0.5份；所述A组份和所述B组份的重量比为3：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为25％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂60份、溶剂49份、烷基二醇胺36.8份、扩链剂3.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.5份；所述A组份和所述B组份的重量比为2：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为16％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂50份、溶剂20份、烷基二醇胺27份、扩链剂2.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.0份；所述A组份和所述B组份的重量比为4：1。
7.一种喷涂聚脲弹性体专用底涂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)A组份的制备：
将聚醚多元醇加入反应釜中，于100-130℃、0.05-0.1MPa的真空度下脱水1-3h，然后降温至40-70℃，向反应釜中滴加异氰酸酯，升温至75-90℃，保温反应1-4h，脱泡后降温，得到-NCO含量在15％～25％之间的所述A组分；
(2)B组份的制备：
按重量比，在反应釜中加入双酚A型环氧树脂50～80份和溶剂20～62份，在40-70℃下搅拌预热15～50min，再滴加烷基二醇胺25～40份，1-3h内滴加完毕；然后将温度升至70-90℃反应1-4h，再将扩链剂2.0～4.0份、偶联剂0.5～1.0份、消泡剂0.5～1.5份和基材润湿剂0.5～1.5份，加入到搅拌釜中搅拌均匀，得到所述B组分；
将所述A组份和所述B组份按重量比2～4：1的比例混合均匀，得到所述底涂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、四羟丙基乙二胺、聚四氢呋喃二醇中的一种或几种；所述异氰酸酯为液化的二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和/或甲苯二异氰酸酯TDI。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为液态的E44、E51、E54中的一种或几种的任意比混合物；所述烷基醇胺为N-甲基二乙醇胺和/或二乙醇胺；所述稀释剂为二甲苯和/或醋酸丁酯；所述扩链剂为位阻型端氨基聚醚。
10.如权利要求7或9所述的制备方法，其特征在于，
所述A组份中的-NCO含量为20％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂80份、溶剂50份、烷基二醇胺37份、扩链剂2.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.0份；所述A组份和所述B组份的重量比为2：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为15％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂60份、溶剂62份、烷基二醇胺37份、扩链剂4.0份、偶联剂0.5份、消泡剂1.5份和基材润湿剂0.5份；所述A组份和所述B组份的重量比为3：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为25％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂60份、溶剂49份、烷基二醇胺36.8份、扩链剂3.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.5份；所述A组份和所述B组份的重量比为2：1；或者，
所述A组份中的-NCO含量为16％；所述B组份的原料中，所述双酚A型环氧树脂50份、溶剂20份、烷基二醇胺27份、扩链剂2.0份、偶联剂1.0份、消泡剂1.0份和基材润湿剂1.0份；所述A组份和所述B组份的重量比为4：1。
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