CN105153904B - 一种聚脲防护涂料及其制备方法 - Google Patents
一种聚脲防护涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105153904B CN105153904B CN201510700083.XA CN201510700083A CN105153904B CN 105153904 B CN105153904 B CN 105153904B CN 201510700083 A CN201510700083 A CN 201510700083A CN 105153904 B CN105153904 B CN 105153904B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- component
- chain extender
- coating
- acetic acid
- glacial acetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
一种聚脲防护涂料，包括A组分和R组分，A组分为多异氰酸酯预聚体,R组分包括端氨基聚醚和改性扩链剂，改性扩链剂由多元胺扩链剂与冰乙酸反应制成，A组分与R组分的体积比为1:1。本发明用冰乙酸对活性高的多元胺扩链剂进行改性，降低了其与异氰酸酯的反应速率，改善了涂层与基材表面的相容性，避免了因成膜速度过快而导致涂层表面缺陷、出现不连续现象等问题，提高了涂层与基材之间的结合力，提高了涂层之间的层间附着力，且增强了聚脲涂层的抗化学溶剂性能和耐酸碱性。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚脲防护涂料；本发明还涉及这种涂料的制备方法。
背景技术
聚脲防护涂料无溶剂、无污染，且在物料表面能快速成型，形成整体致密、连续无接缝的高强度、高弹性涂层，具有良好的耐磨抗冲击性能和耐海洋气候老化性能。
现有一种聚脲防护涂料由高活性端氨基聚醚和多元胺扩链剂组成的R组份与多异氰酸酯预聚体组成的A组份反应制备而成，由于氨基与NC0基团间的反应速度非常快，因此成膜速度过快，导致涂层与基材之间的结合力及涂层之间的附着力较差，甚至出现不连续的涂层等缺陷，且给施工带来诸多困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成膜速度较慢、力学性能较好的聚脲防护涂料。
本发明的另一个目的在于提供上述涂料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，一种聚脲防护涂料，包括A组分和R组分， A组分为多异氰酸酯预聚体,R组分包括端氨基聚醚和改性扩链剂，改性扩链剂由多元胺扩链剂与冰乙酸反应制成，A组分与R组分的体积比为1:1。
本发明通过用冰乙酸对活性高的多元胺扩链剂进行改性，使改性扩链剂具有仲酰胺的特征结构，不仅降低了其与异氰酸酯的反应速率，而且改善了涂层与基材表面的相容性，提高了涂层与基材之间的结合力；由于涂层的凝胶速率大幅度降低，因此提高了涂层之间的层间附着力，避免了因成膜速度过快而导致涂层出现不连续现象等问题，也极大的方便了施工。
由于改性扩链剂与异氰酸酯的反应速率较低，如果改性扩链剂在涂料中的含量过高，会导致涂层的凝胶速度过慢，不仅延长工期，而且会滋生其他副反应，从而降低涂层的力学性能，如果改性扩链剂在涂料中的含量过低，又不能起到降低涂层凝胶速率的作用。经大量实验研究，多元胺扩链剂与冰乙酸的重量比为1:3时，得到的聚脲涂料性能最佳。
助剂对涂料的施工性能和形成涂层的力学性能也有非常重要的影响。为了提高涂料的综合性能，上述R组分还包括颜料、填料、消泡剂及流动助剂。经过大量的实验研究发现，以重量份计，改性扩链剂：端氨基聚醚：助剂=5:14:1时得到的涂料形成的涂层的力学性能最佳，涂层的凝胶速率较快，可满足施工的需要。
优选颜料、填料、消泡剂及流动助剂的重量配比为颜料：填料：消泡剂：流动助剂=6:2:1:1。
上述聚脲防护涂料的制备方法，主要是R组分的制备，包括多元胺扩链剂、冰乙酸及催化剂H3PO4，步骤如下：
步骤1，将多元胺扩链剂和H3PO4加入容器，搅拌，加热；
步骤2，滴加冰乙酸，滴加完毕后，保温回流；
步骤3，待反应完成后，冷却结晶；
步骤4，将结晶产物过滤、洗涤，真空干燥至恒重，即得改性扩链剂；
步骤5，将改性扩链剂溶解到端氨基聚醚中，然后加入各种助剂进行混合，即得R组分。
上述步骤1中的加热温度为75-80℃。
上述步骤2中，滴加冰乙酸的速度为每1小时70-80ml。
上述步骤4中的干燥温度为110-120℃，真空度为0.8～0.9Pa。
本发明具体如下有益效果：
1、本发明用冰乙酸对活性高的多元胺扩链剂进行改性，降低了其与异氰酸酯的反应速率，改善了涂层与基材表面的相容性，避免了因成膜速度过快而导致涂层表面缺陷、出现不连续现象等问题，提高了涂层与基材之间的结合力，提高了涂层之间的层间附着力，且增强了聚脲涂层的抗化学溶剂性能和耐酸碱性。
2、本发明聚脲防护涂料的凝胶时间延长，降低了形成聚脲涂层的反应速率，有利于喷涂成型工艺的实施，为聚脲涂料的应用领域的扩大和研制薄型聚脲涂层的喷涂技术提供了良好的施工条件。
3、本发明聚脲防护涂料形成的涂层比普通聚脲涂层的强度高，力学性能有较大提高；在70℃以下能保持良好的拉伸强度；在水中浸泡2周后其拉伸强度和断裂伸长率不仅没有下降反而有所提高，特别适合潮湿的环境。
4、本发明聚脲防护涂料的制备方法简单，原料易得，易于实现。
附图说明
图1为本发明实施例中的改性扩链剂的红外光谱图；
图2 为本发明聚脲防护涂料制得的聚脲防护涂层的红外光谱；
图3为本发明聚脲防护涂料制得的聚脲防护涂层与现有的聚脲涂层材料在强极性丙酮溶剂中浸泡试验比较；
图4为本发明聚脲防护涂料制得的聚脲防护涂层与现有的聚脲涂层材料在有活性OH基的乙二醇强极性溶剂中进行浸泡试验比较；
图5为本发明聚脲防护涂料制得的聚脲防护涂层耐酸碱性能。
具体实施方式
实施例，一种聚脲防护涂料，包括A组分和R组分， A组分为多异氰酸酯预聚体,R组分包括端氨基聚醚、改性扩链剂及助剂，所述助剂包括颜料、填料、消泡剂及流动助剂；改性扩链剂由多元胺扩链剂与冰乙酸反应制成，多元胺扩链剂与冰乙酸的重量比为1:3时。A组分与R组分的体积比为1:1；改性扩链剂：端氨基聚醚：助剂=5:14:1；颜料：填料：消泡剂：流动助剂=6:2:1:1。
端氨基聚醚为JEFFAMINE系列聚醚，多元胺扩链剂为1，6—己二胺(HDA)。
制备方法如下：
步骤1，准备1，6—己二胺(HDA)、冰乙酸及催化剂H3PO4；及带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的四口瓶；将1，6—己二胺和H3PO4加入四口瓶，搅拌，加热到75-80℃；
步骤2，用滴液漏斗滴加冰乙酸，滴加冰乙酸的速度为每1小时70-80ml；滴加完毕后，保温回流；
步骤3，待反应完成后，冷却结晶；
步骤4，将结晶产物过滤、洗涤，120℃下真空干燥至恒重，真空度为0.8～0.9Pa，即得改性扩链剂；
步骤5，将改性扩链剂溶解于JEFFAMINE系列聚醚中，混合均匀，再将各种助剂依次加入，混合均匀，即得R组分。
性能检测情况：
1、用WQF-510 FTIR仪对本实施例合成的改性扩链剂进行红外谱图分析，其特征吸收峰谱图如图1所示，从图1中特征曲线可以看出，在1631cm-1有很强的吸收峰，是所对应的C=O基团伸缩振动，即酰胺I带；在3300cm-1处的特征峰是游离N—H基团的伸缩振动，3066cm-1处的特征峰是形成氢键后的N—H基团伸缩振动，均呈单峰，表明是仲酰胺存在；在1535cm-1谱带是N—H的弯曲振动，强度大，特征明显，即酰胺Ⅱ带；1284cm-1处的谱带是C—N的伸缩振动，即酰胺Ⅲ带。这些特征峰的存在，证明了该改性扩链剂具有仲酰胺的特征结构，能够降低聚脲的反应速率。
2、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层，对该聚脲防护涂层进行红外光谱分析，其特征吸收峰谱图如图2所示。从图2可以看到，在3303 cm-1处有很强的吸收峰，这个吸收峰所对应的基团是N—H键的伸缩振动；在3066cm-1和3029cm-1处的带谱表明是芳香族中的C—H键伸缩振动峰，而出现在2935 cm-1处的带谱是脂肪族中的C—H键伸缩振动峰。1597cm-1处的带谱是苯环上C=C键的伸缩振动峰。在1643 cm-1处所对应的是脲羰基吸收峰，而在1512cm-1处的带谱是HN—C0—NH的吸收峰。这些特征峰的存在，证明该聚脲防护涂层具有聚脲的特征结构。
3、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层，对该聚脲防护涂层进行力学性能测试，并与采用现有已二胺扩链剂的聚脲防护涂料形成的涂层进行比较，其结果如表1所示。
表1 聚脲防护涂料形成的涂层的力学性能比较
从表1中的测试结果可以看出，采用本发明聚脲防护涂料形成的涂层拉伸强度、扯断伸长率均比采用现有已二胺扩链剂的聚脲防护涂料形成的涂层有较大的提高。
4、经试验，在相同条件下，本发明聚脲防护涂料的反应凝胶时间为10-15s,而现有已二胺扩链剂的聚脲防护涂料的反应凝胶时间为3-5s，说明本发明聚脲防护涂料可大幅度降低形成聚脲的反应速率，有利于喷涂成型工艺的实施。同时，本发明技术方案中，可通过调节冰乙酸的加入量来调节聚脲防护涂料的反应凝胶时间，为聚脲应用领域的扩大和研制薄型聚脲涂层的喷涂技术提供了良好的施工条件。
5、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层，进行耐水性试验：将涂层浸泡在60℃温水中，按不同时间点进行强度测试，测试结果如表2。
表2 浸泡时间对聚脲防护涂层物理性能的影响
| 时间/d | 拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% |
| 0 | 22.5 | 340 |
| 7 | 24.3 | 368 |
| 14 | 24.7 | 371 |
| 21 | 25.1 | 376 |
| 28 | 25.4 | 376 |
| 35 | 25.3 | 378 |
| 42 | 25.9 | 372 |
| 49 | 26.6 | 377 |
从表2中可以看出，在浸泡过程中，聚脲防护涂层的拉伸强度和断裂伸长率呈现提高趋势，这主要是因为本发明聚脲防护涂料形成的聚脲材料中还残留极少量的—NCO，这些一NCO会与水进一步反应，提高了拉伸强度。同时由于小分子水的增塑作用，断裂伸长率也有所增加。
6、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层与现有的聚脲涂层材料放入强极性丙酮溶剂中浸泡试验，并按0天、1天、2天、5天、15天五个时间点进行位伸强度测试，试验结果如图3所示， 其中A表示本实施例制得的R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层，B表示现有聚脲防护涂层。从图3中可以看出，丙酮溶剂对聚脲强度影响较少，本发明聚脲防护涂料形成的涂层的拉伸强度比普通聚脲的强度要高，表明仲胺比伯胺反应要彻底些。
7、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层与现有的聚脲涂层材料放入有活性OH基的乙二醇强极性溶剂中进行浸泡试验，并按相同的时间点进行位伸强度测试，试验结果如图4所示。从图4中的曲线变化可以看出，虽然乙二醇是含有OH基团的强极性溶剂，由于仲胺基活泼氢与多异氰酸酯预聚体中NCO基团反应较为彻底，溶剂中的OH基对聚脲强度影响较少，而本实施例制得的R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层的拉伸强度比现有聚脲的强度高。
8、将本发明R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层浸泡在不同浓度的硫酸、盐酸和氢氧化钠溶液中，并按0天、1天、3天、7天、21天五个点定期进行拉伸强度试验，测试结果见图5所示。由图5的曲线变化趋势可以看出，本实施例制得的R组份与多异氰酸酯预聚体反应生成聚脲防护涂层在碱性介质中的强度变化不大。
Claims (3)
1.一种聚脲防护涂料的制备方法，其特征在于：包括A组分和R组分， 所述A组分为多异氰酸酯预聚体,所述R组分包括端氨基聚醚和改性扩链剂，所述改性扩链剂由多元胺扩链剂与冰乙酸反应制成，所述A组分与R组分的体积比为1:1；所述多元胺扩链剂与冰乙酸的重量比为1:3，多元胺扩链剂为1，6—己二胺(HDA)；所述述R组分还包括助剂，所述助剂为颜料、填料、消泡剂及流动助剂；以重量份计，所述颜料：填料：消泡剂：流动助剂=6:2:1:1，所述改性扩链剂：端氨基聚醚：助剂=5:14:1；主要是R组分的制备，包括多元胺扩链剂和冰乙酸，以H3PO4为催化剂，步骤如下：
步骤1，将多元胺扩链剂和H3PO4加入容器，搅拌，加热，加热温度为75-80℃；
步骤2，滴加冰乙酸，滴加完毕后，保温回流；
步骤3，待反应完成后，冷却结晶；
步骤4，将结晶产物过滤、洗涤，真空干燥至恒重，即得改性扩链剂；
步骤5，将改性扩链剂溶解到端氨基聚醚中，然后加入各种助剂进行混合，即得R组分。
2.如权利要求1所述的聚脲防护涂料的制备方法，其特征在于，步骤2中，滴加冰乙酸的速度为70-80ml/小时。
3. 如权利要求1或2所述的聚脲防护涂料的制备方法，其特征在于， 步骤4中的干燥温度为110-120℃，真空度为0.8～0.9Pa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510700083.XA CN105153904B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 一种聚脲防护涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510700083.XA CN105153904B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 一种聚脲防护涂料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105153904A CN105153904A (zh) | 2015-12-16 |
| CN105153904B true CN105153904B (zh) | 2016-10-19 |
Family
ID=54794970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510700083.XA Active CN105153904B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 一种聚脲防护涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105153904B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113845837B (zh) * | 2021-10-27 | 2022-04-05 | 重庆重交再生资源开发股份有限公司 | 路面降温调控改性聚脲组合物及其生产方法和用途 |
| CN114478999A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-05-13 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种具有抗爆性能的聚脲弹性体的制备方法 |
| CN115340654B (zh) * | 2022-10-07 | 2023-07-07 | 石家庄学院 | 一种钢筋混凝土防护用聚脲弹性体及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2918011B2 (ja) * | 1993-01-26 | 1999-07-12 | 信越化学工業株式会社 | 低重合度繊維素エーテルの脱色方法 |
| CN100491434C (zh) * | 2003-12-16 | 2009-05-27 | 安徽大学 | 阳离子芳香族水性聚氨酯树脂的后扩链工艺方法 |
| US7605195B1 (en) * | 2005-07-28 | 2009-10-20 | Cass Polymers, Inc. | Epoxy coating system |
| CN102559022B (zh) * | 2010-12-27 | 2014-04-23 | 海洋化工研究院有限公司 | 聚脲膨胀型防火涂料及其制备方法和用途 |
-
2015
- 2015-10-26 CN CN201510700083.XA patent/CN105153904B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105153904A (zh) | 2015-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3071337B1 (en) | Battery cell coatings | |
| CN108129637B (zh) | 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体及其制备方法 | |
| CN107142068B (zh) | 一种热固化单组分聚氨酯组合物及其制备方法 | |
| CN108659188A (zh) | 一种聚脲自修复热塑性弹性体及其制备方法 | |
| RU2703129C1 (ru) | Композиции покрытий, эластичные непроницаемые покрытия, полученные из них, и способы нанесения таких покрытий | |
| CN105153904B (zh) | 一种聚脲防护涂料及其制备方法 | |
| ES2832529T3 (es) | Sustratos recubiertos preparados con un sellador a base de agua y composiciones de imprimación | |
| CN103562255B (zh) | 水性聚氨酯树脂分散体及含有其的涂敷用组合物 | |
| JP5170499B2 (ja) | ブロックイソシアネート含有エマルジョン組成物及びその製造方法並びに焼付け型塗料用又は接着剤用組成物 | |
| US4628076A (en) | Curable coating vehicle based upon aminoalkyloxy silanes and organic isocyanates | |
| JP6468285B2 (ja) | １液湿気硬化型ポリウレタン組成物 | |
| JP3885531B2 (ja) | 水性ポリウレタン系エマルジョン、並びにこれを用いた水性接着剤及び水性塗料 | |
| CN101466754A (zh) | 水性聚氨酯树脂 | |
| CN1880393A (zh) | 由聚天冬氨酸酯和磺酸酯改性的聚异氰酸酯组成的粘合剂混合物 | |
| CN107698756B (zh) | 一种硅烷改性线型聚脲胶粘剂及其制备和应用 | |
| JP2004514015A (ja) | 高分子基体のための耐紫外線性フロック加工用接着剤 | |
| TW201207039A (en) | Polyurethane dispersions with an acid-base mixture as an additive | |
| CN111788173B (zh) | 薄膜脂肪族聚脲系统 | |
| CN109880050A (zh) | 一种石墨烯类物质改性的弹性体材料及其制备方法 | |
| JP4140002B2 (ja) | 印刷インキ用バインダーおよび印刷インキ組成物 | |
| KR20150144875A (ko) | 수작업이 가능한 방수재용 폴리우레아 도료 | |
| CN111944115A (zh) | 一种聚天门冬氨酸酯预聚体及其制备方法、及相应涂料 | |
| JP4285795B2 (ja) | ポリウレア樹脂組成物及び塗装方法 | |
| CN110498895A (zh) | 三维网状结构聚（脲-氨酯）自修复弹性体及其制备方法 | |
| US9284400B2 (en) | Aspartic resins |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |