CN104893556A - 一种矿用聚氨酯喷涂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用聚氨酯喷涂涂料，首先采用蓖麻油交联预聚体：蓖麻油中的多官能团结构可以赋予聚合物一定的交联，提高聚合物的交联程度，使得分子链间的相互作用力增大，分子链运动受阻，水分子难以进入分子链间使聚合物溶胀，故胶膜吸水率下降；同时蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中长链非极性脂肪酸链使胶膜具有良好的疏水性，也进一步降低了吸水性；同时蓖麻油中的酯基具有较高的内聚能，可以提高胶膜的拉伸强度；而乙基纤维素具有较好的耐热性、热塑性，与聚氨酯具有很好的相容性，可以提高预聚体的综合性能；然后将聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷共混改性。

Description

一种矿用聚氨酯喷涂涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种矿用聚氨酯喷涂涂料及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯乳液具有软硬度可调节、优异的附着力和柔韧性等优点，广泛地应用于涂料、粘合剂及油墨领域，目前较为成熟的阴离子水性聚氨酯的合成方式主要是通过在聚氨酯分子链段上引入亲水基团而内乳化，成膜后具有一定吸湿性，成膜机械性能、耐水性、耐溶剂性较差。通常可采用交联改性和复合改性来提高胶膜的耐水性及机械性能；

为了改善聚氨酯的力学性能、耐水性等性能，同时降低生产成本，本发明以蓖麻油部分代替传统石化产品多元醇，制备一种新型乳液，使其胶膜性能得到了进一步改善，是一种利用可再生资源来制备环保型高性能乳液涂料的有效方法。

发明内容

本发明目的就是提供了一种矿用聚氨酯喷涂涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿用聚氨酯喷涂涂料，其特征在于该涂料是由质量比为1.7-2:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

硬脂酸钙1-3、一氟二氯乙烷0.3-1、乙基纤维素2-3、异佛尔酮二异氰酸酯50-67、聚乙烯醇缩丁醛2-4、聚碳酸酯二醇80-93、聚倍半硅氧烷1.6-3、偶氮二异丁腈0.4-0.9、辛酸亚锡0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、壳聚糖0.7-2、1，4-丁二醇1.3-2、抗氧剂1010 0.1-0.4；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺1-2、聚磷酸铵2-3、聚苯并咪唑0.8-2、单硬脂酸甘油酯1-2、邻苯二甲酸酐0.1-0.3、溴化聚苯乙烯1-3。

一种矿用聚氨酯喷涂涂料的制备方法，包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将聚碳酸酯二醇加热至100-120℃，减压除水1-2h；

（2）将蓖麻油加入到5-10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入氨水，调节溶液PH为8-9，得蓖麻油醇；

（3）将聚乙烯醇缩丁醛加入到3-4倍无水乙醇中，搅拌溶解后加入乙基纤维素，升高温度为70-80℃，保温搅拌10-20分钟，加入壳聚糖、一氟二氯乙烷，搅拌至常温，得纤维粘液；

（4）将上述蓖麻油醇加入到脱水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在85-90℃下反应1-2小时，得聚氨酯预聚体；

（5）将聚氨酯预聚体冷却后与纤维粘液混合，加入抗氧剂1010，200-300转/分搅拌10-20分钟，得纤维聚氨酯预聚体；

（6）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（7）在上述酯化聚氨酯预聚体中加入聚倍半硅氧烷，80-85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后超声分散10-20分钟，加入硬脂酸钙，磁力搅拌2-3分钟，加入剩余各原料，脱水，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲酸酐混合，在80-90℃下保温搅拌20-30分钟，加入溴化聚苯乙烯、二甲硫基甲苯二胺，升高温度为100-105℃，保温搅拌30-40分钟，冷却至常温，抽真空脱水脱气1-2小时，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。

使用方法：

首先将基层表面的尘土、杂物清理干净，基层必须平整、结实以及干燥，将本发明的A、B组份按照重量份比例混合，搅拌均匀，利用喷枪喷涂到基层表面。

本发明的优点是：

本发明首先采用蓖麻油交联预聚体：

蓖麻油中的多官能团结构可以赋予聚合物一定的交联，提高聚合物的交联程度，使得分子链间的相互作用力增大，分子链运动受阻，水分子难以进入分子链间使聚合物溶胀，故胶膜吸水率下降；

同时蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，其分子中长链非极性脂肪酸链使胶膜具有良好的疏水性，也进一步降低了吸水性；

同时蓖麻油中的酯基具有较高的内聚能，可以提高胶膜的拉伸强度；

而乙基纤维素具有较好的耐热性、热塑性，与聚氨酯具有很好的相容性，可以提高预聚体的综合性能；

然后将聚氨酯预聚体与聚倍半硅氧烷共混改性：

由于聚倍半硅氧烷是含有Si－O－Si骨架结构的纳米粒子，可以构阻止聚合物内部的有机物在进一步氧化和分解过程中易挥发物的释放，具备很好的热稳定性同时易于官能化，能很好地引入到有机基体中改善聚合物性能，在受氧化的条件下还会生成SiO2包覆在表面，可使材料隔氧、隔热、致使阻燃效果增加。

本发明的涂料主要用于煤矿新巷道表面，可以有效的防止岩石风化造成的破坏，还可以防止一氧化碳、瓦斯气体渗漏，提高施工安全性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

一种矿用聚氨酯喷涂涂料，其特征在于该涂料是由质量比为2:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

硬脂酸钙3、一氟二氯乙烷0.3、乙基纤维素3、异佛尔酮二异氰酸酯67、聚乙烯醇缩丁醛2、聚碳酸酯二醇93、聚倍半硅氧烷1.6、偶氮二异丁腈0.4、辛酸亚锡0.17、氟硼酸0.13、蓖麻油10-16、壳聚糖0.7、1，4-丁二醇1.3、抗氧剂1010 0.4；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺3、聚磷酸铵2、聚苯并咪唑0.8、单硬脂酸甘油酯1、邻苯二甲酸酐0.1、溴化聚苯乙烯2。

一种矿用聚氨酯喷涂涂料的制备方法，包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将聚碳酸酯二醇加热至120℃，减压除水1h；

（2）将蓖麻油加入到10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在65℃下保温搅拌2小时，加入氨水，调节溶液PH为8，得蓖麻油醇；

（3）将聚乙烯醇缩丁醛加入到4倍无水乙醇中，搅拌溶解后加入乙基纤维素，升高温度为80℃，保温搅拌20分钟，加入壳聚糖、一氟二氯乙烷，搅拌至常温，得纤维粘液；

（4）将上述蓖麻油醇加入到脱水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在90℃下反应1小时，得聚氨酯预聚体；

（5）将聚氨酯预聚体冷却后与纤维粘液混合，加入抗氧剂1010，300转/分搅拌20分钟，得纤维聚氨酯预聚体；

（6）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（7）在上述酯化聚氨酯预聚体中加入聚倍半硅氧烷，85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后超声分散10分钟，加入硬脂酸钙，磁力搅拌3分钟，加入剩余各原料，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲酸酐混合，在90℃下保温搅拌20分钟，加入溴化聚苯乙烯、二甲硫基甲苯二胺，升高温度为105℃，保温搅拌40分钟，冷却至常温，抽真空脱水脱气2小时，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。

性能测试：

拉伸强度6.3MPa；

撕裂强度23N/mm；

断裂伸长率：580%；

不透水性：0.3MPa、30min：不透水。

Claims (2)

1.一种矿用聚氨酯喷涂涂料，其特征在于该涂料是由质量比为1.7-2:1的A组份和B组份组成，所述的A组份是由下述重量份的原料组成的：

硬脂酸钙1-3、一氟二氯乙烷0.3-1、乙基纤维素2-3、异佛尔酮二异氰酸酯50-67、聚乙烯醇缩丁醛2-4、聚碳酸酯二醇80-93、聚倍半硅氧烷1.6-3、偶氮二异丁腈0.4-0.9、辛酸亚锡0.1-0.17、氟硼酸0.1-0.13、蓖麻油10-16、壳聚糖0.7-2、1，4-丁二醇1.3-2、抗氧剂1010 0.1-0.4；

所述的B组份是由下述重量份的原料组成的：

二甲硫基甲苯二胺1-3、聚磷酸铵2-4、聚苯并咪唑0.8-2、单硬脂酸甘油酯1-2、邻苯二甲酸酐0.1-0.3、溴化聚苯乙烯1-3。

2.一种如权利要求1所述的矿用聚氨酯喷涂涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

其中A组份的制备方法包括以下步骤：

（1）将聚碳酸酯二醇加热至100-120℃，减压除水1-2h；

（2）将蓖麻油加入到5-10倍重量的异丙醇中，搅拌条件下加入氟硼酸，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，加入氨水，调节溶液PH为8-9，得蓖麻油醇；

（3）将聚乙烯醇缩丁醛加入到3-4倍无水乙醇中，搅拌溶解后加入乙基纤维素，升高温度为70-80℃，保温搅拌10-20分钟，加入壳聚糖、一氟二氯乙烷，搅拌至常温，得纤维粘液；

（4）将上述蓖麻油醇加入到脱水后的聚碳酸酯二醇中，加入辛酸亚锡，搅拌条件下加入异佛尔酮二异氰酸酯，通入氮气，加入1，4-丁二醇，在85-90℃下反应1-2小时，得聚氨酯预聚体；

（5）将聚氨酯预聚体冷却后与纤维粘液混合，加入抗氧剂1010，200-300转/分搅拌10-20分钟，得纤维聚氨酯预聚体；

（6）将上述偶氮二异丁腈加入到20-30倍的丙酮中，搅拌均匀，为引发剂溶液；

（7）在上述酯化聚氨酯预聚体中加入聚倍半硅氧烷，80-85℃下滴加上述引发剂溶液，滴加完毕后超声分散10-20分钟，加入硬脂酸钙，磁力搅拌2-3分钟，加入剩余各原料，脱水，冷却出料，旋蒸脱去丙酮，即得；

所述的B组份的制备方法包括以下步骤：

将单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲酸酐混合，在80-90℃下保温搅拌20-30分钟，加入溴化聚苯乙烯、二甲硫基甲苯二胺，升高温度为100-105℃，保温搅拌30-40分钟，冷却至常温，抽真空脱水脱气1-2小时，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。