CN104178015A - 用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料及其制备方法。包括聚合物组分与预聚物组分，聚合物组分由以下原料制成：聚环氧丙烷醚多元醇、固化剂、催化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和消泡剂；预聚物组分由以下原料制成：芳香族异氰酸酯和多元醇。本发明所述的用于防水的聚氨酯弹性体组合物，成本低、固化快、耐水解好、强度高、低温柔韧性好；本发明还提供其制备方法，工艺合理，易于工业化生产。

Description

用于聚氨酯喷涂料的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领域，具体涉及一种用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯弹性体是由软段和硬段构成的一种嵌段共聚物，是聚氨酯合成材料中的一个品种，由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。随着技术的发展和成本的控制，催化剂在聚氨酯行业的大量应用，聚氨酯喷涂料也在不断的发展和越来越多的被应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，成本低、固化快、耐水解好、强度高、低温柔韧性好；本发明还提供其制备方法，工艺合理，易于工业化生产。
本发明所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，包括聚合物组分与预聚物组分，
聚合物组分由以下重量分数的原料制成：聚环氧丙烷醚多元醇60％～87％、固化剂10％～30％、催化剂0.1％～1％、抗氧剂0.5％～3％、紫外线吸收剂0.5％～3％、降粘剂1％～10％和消泡剂0.1％～1％；
预聚物组分由以下重量分数的原料制成：芳香族异氰酸酯30％～70％和多元醇30％～70％。
其中催化剂控制固化速度，使固化快，抗氧剂、紫外线吸收剂阻止制品黄变，降粘剂和消泡剂降低原料粘度使喷涂更均匀和减少气泡。
聚环氧丙烷醚多元醇为数均分子量400-5000，官能度2或3。聚环氧丙烷多元醇优选选自PPG330N、PPG2000、PPG400或PPG1000中的一种或几种，均为本领域公知的市售产品。
固化剂选自E-100或MOCA中的一种或几种，均为本领域公知的市售产品。
催化剂选自有机汞、A-33或有机锌其中的一种或几种，抗氧剂选自1010、1076、BHT中的一种或几种，紫外线吸收剂选自UV-9、UV-329、UV-328中的一种或几种；消泡剂为国内消泡硅油类物质和德国BYK公司生产的BYK系列消泡剂，优选德国BYK公司生产的BYK系列消泡剂，均为本领域公知的市售产品。降粘剂选自粘度较小的增塑剂，优选为DMEP、十个C原子以内的烷烃或聚碳酸酯中的一种或几种；降粘剂更优选为DMEP或聚碳酸酯中的一种或几种。
预聚物组分中的多元醇为分子量在400-4000，官能度为2的聚环氧丙烷多元醇。
芳香族异氰酸酯选自MDI、MDI-50或液化MDI中的一种或几种，均为本领域公知的市售产品。
所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚合物组分的制备：
将聚环氧丙烷醚多元醇、固化剂、催化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和消泡剂按比例加入的反应釜中，脱水，得到聚合物组分，单独包装；
(2)预聚物组分的制备：
将芳香族异氰酸酯与多元醇反应，得到异氰酸酯含量在9-15％的预聚物，单独包装。
其中：步骤(1)中的脱水为在100-105℃，-0.095MPa以下脱水至水含量低于0.05％。
步骤(2)中的反应温度为75-80℃，时间为1.5～2.5h。
制备得到的聚合物组分与预聚物组分单独包装，使用时，将聚合物组分与预聚物组分在50～60℃的温度下，按照1:1的体积比喷涂于需防水面上，得到80-95A，防水且强度好的聚氨酯弹性体。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)由于所用原料聚环氧丙烷多元醇比聚脲成本低很多，所以成本上大大降低。
(2)采用固化剂和催化剂聚合物组分和预聚物组分混合后能迅速固化达到喷涂要求。
(3)本发明所述的用于防水的聚氨酯弹性体组合物，成本低、固化快、耐水解好、强度高、低温柔韧性好。
(4)本发明还提供其制备方法，工艺合理，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中未作说明的，百分数均指质量百分数。
实施例中未作说明的，所用到的物质均为市购。
实施例中所用的材料：
实施例1
(1)聚合物组分的制备：
官能度2、分子量400的聚醚多元醇(PPG400)20％，官能度2、分子量1000的聚醚多元醇(PPG1000)10％，官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(PPG300N)45％，固化剂E-10018％、降粘度剂(聚碳酸酯)5.3％、催化剂A-330.3％、有机汞催化剂0.3％、抗氧剂10100.5％、紫外线吸收剂UV-3290.5％、消泡剂(BYK-070)0.1％、在105℃，-0.095MPa下脱水至水含量低于0.05％，得到聚合物组分；
(2)预聚物组分的制备：
以官能度为2、分子量2000的聚环氧丙烷醚二元醇(DL-2000)49％、MDI51％在80℃反应1.5h，得到异氰酸根含量为15％的预聚物。
聚合物组分与预聚物组分在50～60℃的温度下，按照100：100的体积比喷涂于需防水面上，得到防水，强度好的聚氨酯弹性体。
实施例2
(1)聚合物组分的制备：
官能度2、分子量1000的聚醚多元醇(PPG1000)23％，官能度2、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)10％，官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(PPG300N)50％，固化剂E-10012％、降粘度剂(聚碳酸酯)3.1％、催化剂A-330.3％、有机汞催化剂0.5％、和抗氧剂10760.5％，紫外线吸收剂UV-3290.5％、消泡剂(BYK-070)0.1％，在100℃，-0.095MPa下脱水至水含量低于0.05％，得到聚合物组分；
(2)预聚物组分的制备：
以官能度为2、分子量2000的聚环氧丙烷醚二元醇(DL-2000)64.5％、MDI-5020％、MDI15.5％，在75℃反应2.5h，得到异氰酸根含量为9.2％的预聚物。
聚合物组分与预聚物组分在50～60℃的温度下，按照100：100的体积比喷涂于需防水面上，得到防水，强度好的聚氨酯弹性体。
实施例3
(1)聚合物组分的制备：
官能度2、分子量400的聚醚多元醇(PPG400)20％，官能度2、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)10％，官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(PPG300N)30％，固化剂MOCA15％、固化剂E-10015％、降粘度剂(DMEP)8％、催化剂A-330.2％有机汞催化剂0.4％、和抗氧剂BHT0.5％，紫外线吸收剂UV-90.5％、消泡剂(BYK-070)0.4％、在105℃，-0.095MPa下脱水至水含量低于0.05％，得到聚合物组分；
(2)预聚物组分的制备：
以官能度为2、分子量2000的聚环氧丙烷醚二元醇(DL-1000)35％、MDI-5065％，在在75℃反应2.5h，得到异氰酸根含量为18.8％的预聚物。
实施例1-3制备得到的聚氨酯弹性体制品性能测试如表1。
表1实施例1-3制备得到的聚氨酯弹性体制品性能测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
硬度(邵尔A) 92 85 95
拉伸强度(MPa) 20 15 23
撕裂强度(KN/m) 70 58 78
伸长率(％) 300 400 260

Claims (10)

1.一种用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：包括聚合物组分与预聚物组分，
聚合物组分由以下重量分数的原料制成：聚环氧丙烷醚多元醇60％～87％、固化剂10％～30％、催化剂0.1％～1％、抗氧剂0.5％～3％、紫外线吸收剂0.5％～3％、降粘剂1％～10％和消泡剂0.1％～1％；
预聚物组分由以下重量分数的原料制成：芳香族异氰酸酯30％～70％和多元醇30％～70％。
2.根据权利要求1所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：聚环氧丙烷醚多元醇为数均分子量400-5000，官能度2或3。
3.根据权利要求2所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：聚环氧丙烷多元醇选自PPG330N、PPG2000、PPG400或PPG1000中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：固化剂选自E-100或MOCA中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：催化剂选自有机汞、A-33或有机锌其中的一种或几种，抗氧剂选自1010、1076、BHT中的一种或几种，紫外线吸收剂选自UV-9、UV-329、UV-328中的一种或几种；消泡剂为德国BYK公司生产的BYK系列消泡剂；降粘剂为DMEP或聚碳酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：预聚物组分中的多元醇为分子量在400-4000，官能度为2的聚环氧丙烷多元醇。
7.根据权利要求1所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料，其特征在于：芳香族异氰酸酯选自MDI、MDI-50或液化MDI中的一种或几种。
8.一种权利要求1-7任一所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)聚合物组分的制备：
将聚环氧丙烷醚多元醇、固化剂、催化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和消泡剂按比例加入的反应釜中，脱水，得到聚合物组分，单独包装；
(2)预聚物组分的制备：
将芳香族异氰酸酯与多元醇反应，得到异氰酸酯含量在9-15％的预聚物，单独包装。
9.根据权利要求8所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的脱水为在100-105℃，-0.095MPa以下脱水至水含量低于0.05％。
10.根据权利要求8所述的用于聚氨酯喷涂料的弹性体组合料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的反应温度为75-80℃，时间为1.5～2.5h。
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