CN106560497B - 耐黄变且快速固化的石材修补面胶及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐黄变且快速固化的石材修补面胶及其制备方法和使用方法，包括A组分和B组分。以重量份数计，A组分包括：主体3～4份、附着力促进剂0.5～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份。其中，主体为羟基当量质量含量为6.1％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％～6.0％的聚天门冬氨酸酯；B组分包括非芳香族异氰酸酯。本发明将主体和附着力促进剂结合使用，有效的解决了主体为高羟基当量质量含量的聚天门冬氨酸酯树脂对基材的附着力和渗透性能差以及适用期短的问题，得到的耐黄变且快速固化的石材修补面胶固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高。
Description
技术领域
本发明涉及材料科学技术领域，特别是涉及一种耐黄变且快速固化的石材修补面胶及其制备方法和使用方法。
背景技术
目前，石材修补面胶常见的为不饱和聚酯树脂和普通环氧树脂。其中，不饱和聚酯采用苯乙烯做活性稀释剂，其环保性能、耐黄变性能差；而普通环氧树脂的渗透性能及耐黄变性能差，在低温和潮湿条件下固化性能不够理想。随着普通大理石、高档大理石、玉石越来越多的应用到建筑装饰装修中，现有的石材修补面胶，其耐黄变性能不能满足白色大理石、浅色大理石等要求石材修补所用面胶不变色的要求。
发明内容
基于此，有必要提供一种固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高的耐黄变且快速固化的石材修补面胶及其制备方法和使用方法。
一种耐黄变且快速固化的石材修补面胶，包括A组分和B组分；
以重量份数计，所述A组分，包括主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份；其中，所述主体为羟基当量质量含量为6.1％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％～6.0％的聚天门冬氨酸酯；
所述B组分包括非芳香族异氰酸酯。
本发明将主体和附着力促进剂结合使用，有效的解决了主体为高羟基当量质量含量的聚天门冬氨酸酯树脂对基材的附着力和渗透性能差以及适用期短的问题，得到的耐黄变且快速固化的石材修补面胶固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高。该耐黄变且快速固化的石材修补面胶可在低温或潮湿环境中固化，无需加热，粘结强度好，适用性广；而且其在户外耐黄变的时间可达到10年以上，非常适用于白色大理石、浅色大理石等石材的修补和防护，保证石材的美观。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述A组分包括：主体3.2～3.8份、附着力促进剂0.2～0.8份、磷酸酯0.05～0.08份、消泡剂0.005～0.008份、偶联剂0.01～0.015份及稀释剂0.8～1.0份。
在其中一个实施例中，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.6％～5.1％的聚天门冬氨酸酯。
在其中一个实施例中，所述主体为羟基当量质量含量为6.5％～7.4％的聚天门冬氨酸酯。
在其中一个实施例中，所述非芳香族异氰酸酯为脂环族异氰酸酯。
在其中一个实施例中，所述磷酸酯为烷基丙烯酸磷酸酯。
在其中一个实施例中，所述偶联剂选自KH-550和KH-560中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述稀释剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯及碳酸二甲酯中的至少一种。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，所述耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分，其制备方法包括以下步骤：
以重量份数计，选取主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份为原料；其中，所述主体为羟基当量质量含量为6.1％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％～6.0％的聚天门冬氨酸酯；将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合30～40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合30～40分钟，得到A组分；
选取非芳香族异氰酸酯作为B组分。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，在常温下即可实现，简单方便。使用时将A组分和B组分混合，即能发生固化。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的使用方法，将所述A组分和所述B组分按重量比为1：1.2～1.5混合。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶使用方便，固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高。
附图说明
图1为一实施例的耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
本较佳实施例的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份。
优选的，以重量份数计，A组分包括主体3.2～3.8份、附着力促进剂0.2～0.8份、磷酸酯0.05～0.08份、消泡剂0.005～0.008份、偶联剂0.01～0.015份及稀释剂0.8～1.0份。
B组分包括非芳香族异氰酸酯。非芳香族异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯和脂环族异氰酸酯。
主体为羟基当量质量含量为6.1％～7.4％的聚天门冬氨酸酯。
附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％～6.0％的聚天门冬氨酸酯。优选的，附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.6％～5.1％的聚天门冬氨酸酯。
A组分中主体和附着力促进剂均能与B组分非芳香族异氰酸酯发生交联反应，即聚天门冬氨酸酯的-NH与非芳香族异氰酸酯的-NCO固化生成聚脲树脂。得到的聚脲树脂致密性和耐黄变性能高，该固化过程十分快速，无需催化剂。
而主体和附着力促进剂为聚合度不同的聚天门冬氨酸酯，其对应的羟基当量质量含量因此不相同。聚天门冬氨酸酯的规格均会注明羟基当量质量含量。而聚天门冬氨酸酯的羟基当量质量含量越大，对应的其氨基质量含量越大。因此，羟基当量质量含量决定了聚天门冬氨酸酯与非芳香族异氰酸酯的交联密度，羟基当量质量含量越大，交联密度越大，从而增强耐黄变且快速固化的石材修补面胶的粘结强度和硬度。同时研究发现，耐黄变且快速固化的石材修补面胶中聚天门冬氨酸酯的羟基当量质量含量越大，其对石材等基材的附着力和渗透性能越差。
主体具有VOC(volatile organic compounds，挥发性有机化合物)低、固含量高、耐黄变性能好、固化快和硬度高的优点。但是其羟基当量质量含量较高，对大理石等基材的附着力不够，且形成的胶层硬度高、脆性大，容易造成开裂。
而附着力促进剂不仅具有主体的耐黄变和固化快的优点，而且可提高耐黄变且快速固化的石材修补面胶与石材等基材的附着力，进而延长其适用期。但是其形成的胶层硬度较低，韧性强，在石材修补打磨的过程中阻力较大。
因此，附着力促进剂的加入比例要适当，进而才能使耐黄变且快速固化的石材修补面胶的附着力、渗透性能、粘结强度均有提高。附着力促进剂的量过少，无法达到需要的附着力和渗透性能。附着力促进剂的量过多，一方面会使耐黄变且快速固化的石材修补面胶太柔韧，无法达到相应的硬度和粘结强度，另一方面因其价格相比主体更贵，进而增加成本。故A组分中主体为3～4份，附着力促进剂为0.2～1.0份。
因此本发明将主体和附着力促进剂结合使用，有效的解决了主体为高羟基当量质量含量的聚天门冬氨酸酯树脂对基材的附着力和渗透性能差以及适用期短的问题，得到的耐黄变且快速固化的石材修补面胶固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高。该耐黄变且快速固化的石材修补面胶可在低温或潮湿环境中固化，无需加热，粘结强度好，适用性广；而且其在户外耐黄变的时间可达到10年以上，非常适用于白色大理石、浅色大理石等石材的修补和防护，保证石材的美观。
优选的，A组分和B组分的重量比为1：1.2～1.5。在使用时将A组分和B组分按该重量比混合。
优选的，B组分为脂环族异氰酸酯。优选的，非芳香族异氰酸酯为HDI三聚体、IPDI(异氟尔酮二异氰酸酯)及HDI二聚体中的至少一种。其中，HDI为1,6-己二异氰酸酯，HDI三聚体为三个HDI分子的缩聚物，HDI二聚体为两个HDI分子的缩聚物。
更优选的，B组分由HDI三聚体和HDI二聚体组成。优选的，以重量份数计，B组分由5份HDI三聚体和2份HDI二聚体组成。
优选的，磷酸酯为烷基丙烯酸磷酸酯。磷酸酯为表面活性剂，具有优良的润湿作用，能够提高基材的浸润性，从而提高基材的附着力。更优选的，烷基丙烯酸磷酸酯包括甲基丙烯酸磷酸酯、2-羟基乙基丙烯酸磷酸酯等。
消泡剂可有效的抑制气泡产生和消除消泡，进而保证耐黄变且快速固化的石材修补面胶的性能。优选的，消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂。更优选的，消泡剂为二甲基硅油。
偶联剂中的亲无机基团可与石材等无机材料作用；偶联剂中的亲有机基团可与合成的聚脲树脂作用，从而进一步增强耐黄变且快速固化的石材修补面胶与石材等基材的附着力，提高耐黄变且快速固化的石材修补面胶的粘结强度和耐水耐热性能。优选的，偶联剂为硅烷偶联剂。更具体的，偶联剂为KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和KH-560(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)中的至少一种。
稀释剂起到溶剂的作用，在稀释剂的作用下A组分各物质充分混合，进而保证耐黄变且快速固化的石材修补面胶的性能，且稀释剂易挥发从而加快耐黄变且快速固化的石材修补面胶的固化。优选的，稀释剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯及碳酸二甲酯中的至少一种。
参照图1，此外，本发明还提供了上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤S100和B组分的制备步骤S200。
A组分的制备步骤S100包括：以重量份数计，选取主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份为原料；其中，所述主体为羟基当量质量含量为6.1％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％～6.0％的聚天门冬氨酸酯；将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合30～40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合30～40分钟，得到A组分。
具体的，A组分的制备温度为常温。
B组分的制备步骤S200包括：选取非芳香族异氰酸酯作为B组分。
具体的，B组分的制备温度为常温。
优选的，B组分为HDI三聚体、IPDI及HDI二聚体中的至少两种时，则B组分的制备步骤为：将B组分混合并搅拌均匀，时间为30～40分钟。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，在常温下即可实现，简单方便。使用时将A组分和B组分混合，即能发生固化。
此外，本发明还提供了上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的使用方法，将所述A组分和所述B组分按重量比为1：1.2～1.5混合。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶使用方便，固化快、耐黄变性能好、附着力和渗透性能好且粘结强度高。
以下为具体实施例。
实施例1
实施例1的耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括：主体3.2份、附着力促进剂0.8份、烷基丙烯酸磷酸酯(由广州精德化学材料有限公司提供的烷基丙烯酸磷酸酯1510)0.05份、二甲基硅油0.005份、KH-550 0.01份及乙酸丁酯0.8份；其中，主体为羟基当量质量含量为6.1％的聚天门冬氨酸酯(由珠海飞扬化工有限公司提供的F420聚天门冬氨酸酯树脂)，附着力促进剂为羟基当量质量含量为5.1％的聚天门冬氨酸酯(由珠海飞扬化工有限公司提供的F524聚天门冬氨酸酯树脂)；
以重量份数计，B组分由3份HDI三聚体和3份HDI二聚体组成。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤和B组分的制备步骤。
A组分的制备步骤：按重量份数将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合40分钟，得到A组分。
B组分的制备步骤：按重量份数将HDI三聚体和HDI二聚体混合40分钟，得到B组分。
将A组分和B组分按重量比为1：1.4混合，混合后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶在25℃的黏度为150mpa.s，并对石材表面的裂纹进行修补。在0℃下固化7天后，石材/石材压剪强度为10MPa，说明石材表面修补的粘结强度高，耐黄变且快速固化的石材修补面胶的附着力和渗透性均有显著提高。固化后耐黄变且快速固化的石材修补面胶的硬度和脆性适中，打磨修补处时未出现跳胶和受阻现象，修补后未出现开裂。将固化后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶置于氙灯耐老化箱中1000个小时，无黄变，说明其耐黄变性能好。
实施例2
实施例2的耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括：主体3.5份、附着力促进剂0.5份、烷基丙烯酸磷酸酯0.05份、二甲基硅油0.005份、KH-550 0.02份及碳酸二甲酯1.0份；其中，主体为羟基当量质量含量为7.4％的聚天门冬氨酸酯(由珠海飞扬化工有限公司提供的F220聚天门冬氨酸酯树脂)，附着力促进剂为羟基当量质量含量为5.8％的聚天门冬氨酸酯(由珠海飞扬化工有限公司提供的F520聚天门冬氨酸酯树脂)；
以重量份数计，B组分由5份HDI三聚体和2份HDI二聚体组成。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤和B组分的制备步骤。
A组分的制备步骤：按重量份数将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合30分钟，再与消泡剂和稀释剂混合40分钟，得到A组分。
B组分的制备步骤：按重量份数将HDI三聚体和HDI二聚体混合30分钟，得到B组分。
将A组分和B组分按重量比为1：1.5混合，并对石材表面裂纹进行修补。
实施例3
实施例3的耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括：主体3.8份、附着力促进剂0.2份、烷基丙烯酸磷酸酯0.05份、二甲基硅油0.005份、KH-560 0.01份及乙酸乙酯0.8份；其中，主体为羟基当量质量含量为7.4％的聚天门冬氨酸酯，附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.6％的聚天门冬氨酸酯；
以重量份数计，B组分由5份HDI三聚体和2份HDI二聚体组成。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤和B组分的制备步骤。
A组分的制备步骤：按重量份数将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合35分钟，再与消泡剂和稀释剂混合30分钟，得到A组分。
B组分的制备步骤：按重量份数将HDI三聚体和HDI二聚体混合35分钟，得到B组分。
将A组分和B组分按重量比为1：1.4混合，并对石材表面裂纹进行修补。
实施例4
实施例4的耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括：主体3.0份、附着力促进剂1.0份、2-羟基乙基磷酸酯0.05份、二甲基硅油0.008份、KH-560 0.015份、乙酸乙酯0.1份及碳酸二甲酯0.4份；其中，主体为羟基当量质量含量为6.5％的聚天门冬氨酸酯，附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.2％的聚天门冬氨酸酯；
以重量份数计，B组分为HDI三聚体。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤和B组分的制备步骤。
A组分的制备步骤：按重量份数将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合35分钟，得到A组分。
B组分的制备步骤：将HDI三聚体搅拌均匀，得到B组分。
将A组分和B组分按重量比为1：1.2混合，并对石材表面裂纹进行修补。
实施例5
实施例5的耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分。
以重量份数计，A组分包括：主体4.0份、附着力促进剂0.6份、甲基磷酸酯0.08份、二甲基硅油0.01份、KH-550 0.02份及碳酸二甲酯0.6份；其中，主体为羟基当量质量含量为7.0％的聚天门冬氨酸酯，附着力促进剂为羟基当量质量含量为6.0％的聚天门冬氨酸酯；
以重量份数计，B组分为IPDI。
上述耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，包括A组分的制备步骤和B组分的制备步骤。
A组分的制备步骤：按重量份数将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合35分钟，得到A组分。
B组分的制备步骤：将HDI三聚体搅拌均匀，得到B组分。
将A组分和B组分按重量比为1：1.3混合，并对石材表面裂纹进行修补。
实施例2～5的耐黄变且快速固化的石材修补面胶的性能结果与实施例1相似。
对比例1
对比例1与实施例3基本相同，不同之处在于，对比例1中没有添加附着力促进剂。
将A组分和B组分按重量比为1：1.4混合，混合后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶在25℃的黏度为140mpa.s，并对石材表面的裂纹进行修补。在常温条件下固化7天后，石材/石材压剪强度为8.8MPa，说明石材表面修补的粘结强度低于实施例，耐黄变且快速固化的石材修补面胶的附着力和渗透性差。固化后耐黄变且快速固化的石材修补面胶的硬度大、脆性高，打磨修补处时出现跳胶现象。将固化后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶置于氙灯耐老化箱中1000个小时，无明显黄变。
对比例2
对比例2与对比例1基本相同，不同之处在于，对比例2中采用羟基当量质量含量为5.1％的聚天门冬氨酸酯替代对比例1中的主体。
将A组分和B组分按重量比为1：1.4混合，并对石材表面裂纹进行修补。混合后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶在25℃的黏度为140mpa.s。在常温条件下固化7天后，石材/石材压剪强度为8.2MPa，说明石材表面修补的粘结强度低于实施例，耐黄变且快速固化的石材修补面胶的附着力和渗透性适中。固化后耐黄变且快速固化的石材修补面胶的硬度较低、韧性高，打磨修补处时出现受阻现象。将固化后的耐黄变且快速固化的石材修补面胶置于氙灯耐老化箱中1000个小时，无明显黄变。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，包括A组分和B组分；
以重量份数计，所述A组分，包括主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份；其中，所述主体为羟基当量质量含量为6.5％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.6％～5.1％的聚天门冬氨酸酯；
所述B组分包括非芳香族异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，以重量份数计，所述A组分包括：主体3.2～3.8份、附着力促进剂0.2～0.8份、磷酸酯0.05～0.08份、消泡剂0.005～0.008份、偶联剂0.01～0.015份及稀释剂0.8～1.0份。
3.根据权利要求1所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，所述非芳香族异氰酸酯为脂环族异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，所述磷酸酯为烷基丙烯酸磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，所述偶联剂选自KH-550和KH-560中的至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶，其特征在于，所述稀释剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯及碳酸二甲酯中的至少一种。
7.一种耐黄变且快速固化的石材修补面胶的制备方法，其特征在于，所述耐黄变且快速固化的石材修补面胶包括A组分和B组分，其制备方法包括以下步骤：
以重量份数计，选取主体3～4份、附着力促进剂0.2～1.0份、磷酸酯0.05～0.1份、消泡剂0.005～0.01份、偶联剂0.01～0.02份及稀释剂0.5～1.0份为原料；其中，所述主体为羟基当量质量含量为6.5％～7.4％的聚天门冬氨酸酯，所述附着力促进剂为羟基当量质量含量为4.6％～5.1％的聚天门冬氨酸酯；将主体、附着力促进剂、磷酸酯及偶联剂混合30～40分钟，再与消泡剂和稀释剂混合30～40分钟，得到A组分；
选取非芳香族异氰酸酯作为B组分。
8.根据权利要求1～6任一项所述的耐黄变且快速固化的石材修补面胶的使用方法，其特征在于，将所述A组分和所述B组分按重量比为1：1.2～1.5混合。
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