CN109265975B - 一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法，A组分预聚体包括：聚丙三醇醚、对苯二酚、甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶与聚甲基丙烯酸酯；B组分预聚体包括：液体填料、邻苯二甲酸辛酯、1，4‑丁二醇、3,3'‑二氯‑4,4'‑二氨基二苯基甲烷、碳酸钙、抗静电剂、有机锡催化剂、二苯胺与三磷酸酯；按照2：1的比例，将A组分预聚体与B组分预聚体进行充分混合得到上述高弹性阻燃双组份壁面材料。其涂层致密性良好、不易燃、施工简单、厚度可调，A组分预聚体、B组分预聚体及新型壁面材料都不属易燃物,可直接抹在墙壁上，由于涂层厚度可调,可适用于矿井风门、密闭缝隙等易漏风地点，其弹性好,抗拉性强。

Description

一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法
技术领域
本发明涉及矿井通风技术领域，尤其涉及一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法。
背景技术
为了实现通风系统的稳定、可靠,就必须有稳定、可靠的通风构筑物。但是，随着矿井开采机械化程度的提高以及煤炭开采深度的增加，要求通风设施构筑点的(巷道)断面不断增大，通风设施需要具有更高的承压能力和防漏风能力。然而，高地压造成巷道变形量增加，导致通风构筑物墙体开裂，使漏风量增加，影响矿井的生产安全。
现有的一些壁面材料虽然效果不错，但在使用过程中存在一定的问题：罗克休、艾格劳尼、瑞米密封材料施工工艺复杂,需要专用设备，QC喷涂材料成本较高、经济效益差,另外这几种材料喷涂后的壁面不平整。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法，以提高涂层的性能。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种高弹性阻燃双组份壁面材料，其包括A组分预聚体与B组分预聚体，其中，A组分预聚体按照重量份包括：700份-900份的聚丙三醇醚，1份-2.5份的对苯二酚，50份-90份的甲苯二异氰酸酯，20份-100份的丁腈橡胶与50份-120份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：650份-850份的液体填料，5份-20份的邻苯二甲酸辛酯，30份-80份的1，4-丁二醇，10份-20份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，100份-250份的碳酸钙，3份-10份的抗静电剂，1份-4份的有机锡催化剂，4份-8份的二苯胺与5份-12份的三磷酸酯。
所述的高弹性阻燃双组份壁面材料，其中，
A组分预聚体按照重量份包括：800份的聚丙三醇醚，1.52份的对苯二酚，70.02份的甲苯二异氰酸酯，62份的丁腈橡胶与93份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：750份的液体填料，12.81份的邻苯二甲酸辛酯，53份的1，4-丁二醇，14.72份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，173份的碳酸钙，6.21份的抗静电剂，2.05份的有机锡催化剂，6.12份的二苯胺与8.22份的三磷酸酯。
所述的高弹性阻燃双组份壁面材料，其中，上述液体填料为聚丙二醇醚及聚丙三醇醚中的一种或两者的混合物，上述抗静电剂为聚醚酯酰胺。
所述的高弹性阻燃双组份壁面材料，其中，上述甲苯二异氰酸酯的纯度为99.5％以上，丁腈橡胶的粒径为60纳米-80纳米，1，4-丁二醇的纯度为99.8％以上，碳酸钙的粒径为1微米-3微米。
一种上述高弹性阻燃双组份壁面材料的制备方法，其包括以下步骤：
A、将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
B、将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
C、预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
本发明提供了一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法，高弹性阻燃双组份壁面在使用过程中不会产生针孔，涂层致密性良好、不易燃、施工简单、厚度可调，A组分预聚体、B组分预聚体及新型壁面材料都不属易燃物,可直接抹在墙上，施工安全，易操作，由于涂层厚度可调，可适用于矿井风门、密闭缝隙等易漏风地点，其弹性好,抗拉性强。
尤其是甲苯二异氰酸酯的纯度为99.5％以上，甲苯二异氰酸酯在该浓度下，制备出的高弹性阻燃双组份聚醚壁面材料力学性能优异，具有良好的抗拉性能和伸长率，能够随煤岩体的形变而形变，不会产生裂纹；
并且选用粒径为60～80nm的丁腈橡胶，粉末细小，易于分散，便于与基质材料掺混，同时具有耐老化、凝聚力高的特性，增加了壁面材料的使用寿命；
液体填料为聚丙二醇醚及聚丙三醇醚中一种或两种单体的混合物，聚丙二醇醚及聚丙三醇醚制备出的高弹性阻燃双组份聚醚壁面材料性能优异，低温柔顺性好、价格低，并且耐水解；
1，4-丁二醇的纯度为99.8％以上，1，4-丁二醇在该浓度下，制备出的高弹性阻燃双组份聚醚壁面材料化学性能优良，能够产生结构规整有序的相区结构，促进聚合物链段结晶，实现材料固化成形；
而且选用粒径为1～3μm的碳酸钙，显著克服制备过程中碳酸钙颗粒与其他组份混合不均的不足，同时在涂抹过程中不会产生针孔，提高了壁面材料的致密性。
附图说明
图1为本发明中得到高弹性阻燃双组份壁面之制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高弹性阻燃双组份壁面材料及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种高弹性阻燃双组份壁面材料，A组分预聚体按照重量份包括：700份-900份的聚丙三醇醚，1份-2.5份的对苯二酚，50份-90份的甲苯二异氰酸酯，20份-100份的丁腈橡胶与50份-120份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：650份-850份的液体填料，5份-20份的邻苯二甲酸辛酯，30份-80份的1，4-丁二醇，10份-20份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，100份-250份的碳酸钙，3份-10份的抗静电剂，1份-4份的有机锡催化剂，4份-8份的二苯胺与5份-12份的三磷酸酯。
优选的为：
A组分预聚体按照重量份包括：800份的聚丙三醇醚，1.52份的对苯二酚，70.02份的甲苯二异氰酸酯，62份的丁腈橡胶与93份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：750份的液体填料，12.81份的邻苯二甲酸辛酯，53份的1，4-丁二醇，14.72份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，173份的碳酸钙，6.21份的抗静电剂，2.05份的有机锡催化剂，6.12份的二苯胺与8.22份的三磷酸酯。并且上述液体填料为聚丙二醇醚及聚丙三醇醚中的一种或两者的混合物，上述抗静电剂为聚醚酯酰胺。而且上述甲苯二异氰酸酯的纯度为99.5％以上，丁腈橡胶的粒径为60纳米-80纳米，1，4-丁二醇的纯度为99.8％以上，碳酸钙的粒径为1微米-3微米。
本发明还提供了一种上述高弹性阻燃双组份壁面材料的制备方法，其包括以下步骤：
A、将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
B、将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
C、预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
为了更进一步的描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明。
实施例1
按照重量份由以下重量份的原料制成，A组分预聚体包括聚丙三醇醚700份，对苯二酚1.06份，甲苯二异氰酸酯90份，丁腈橡胶100份，聚甲基丙烯酸酯50份；B组分预聚体包括液体填料650份，邻苯二甲酸辛酯20份，1，4-丁二醇30份，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷10份，碳酸钙250份，抗静电剂3.08份，有机锡催化剂1.03份，二苯胺4.08份，三磷酸酯5.12份。
获得上述高弹性阻燃双组份壁面材料，具体步骤为：
步骤一，将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
步骤二，将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
步骤三，预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
实施例2
按照重量份由以下重量份的原料制成，A组分预聚体包括聚丙三醇醚750份，对苯二酚1.24份，甲苯二异氰酸酯81份，丁腈橡胶82份，聚甲基丙烯酸酯65份；B组分预聚体包括液体填料700份，邻苯二甲酸辛酯16.17份，1，4-丁二醇42份，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷12.12份，碳酸钙214份，抗静电剂5.06份，有机锡催化剂1.72份，二苯胺5.02份，三磷酸酯6.24份。
获得上述高弹性阻燃双组份壁面材料，具体步骤为：
步骤一，将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
步骤二，将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
步骤三，预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
实施例3
按照重量份由以下重量份的原料制成，A组分预聚体包括聚丙三醇醚800份，对苯二酚1.52份，甲苯二异氰酸酯70.2份，丁腈橡胶62份，聚甲基丙烯酸酯93份；B组分预聚体包括液体填料750份，邻苯二甲酸辛酯12.81份，1，4-丁二醇53份，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷14.72份，碳酸钙173份，抗静电剂6.21份，有机锡催化剂2.05份，二苯胺6.12份，三磷酸酯8.22份。
获得上述高弹性阻燃双组份壁面材料，具体步骤为：
步骤一，将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
步骤二，将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
步骤三，预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
实施例4
按照重量份由以下重量份的原料制成，A组分预聚体包括聚丙三醇醚850份，对苯二酚1.95份，甲苯二异氰酸酯59.6份，丁腈橡胶43份，聚甲基丙烯酸酯111份；B组分预聚体包括液体填料800份，邻苯二甲酸辛酯8.17份，1，4-丁二醇66份，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷17.21份，碳酸钙132份，抗静电剂8.16份，有机锡催化剂2.97份，二苯胺7.06份，三磷酸酯10.13份。
获得上述高弹性阻燃双组份壁面材料，具体步骤为：
步骤一，将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
步骤二，将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
步骤三，预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
实施例5
按照重量份由以下重量份的原料制成，A组分预聚体包括聚丙三醇醚900份，对苯二酚2.5份,甲苯二异氰酸酯50份，丁腈橡胶20份，聚甲基丙烯酸酯120份；B组分预聚体包括液体填料850份，邻苯二甲酸辛酯5份，1，4-丁二醇80份，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷20份，碳酸钙100份，抗静电剂10份，有机锡催化剂4份，二苯胺8份，三磷酸酯12份。
获得上述高弹性阻燃双组份壁面材料，具体步骤为：
步骤一，将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
步骤二，将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀后，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
步骤三，预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。如表1所示的为本发明中不同配比成品材料性能的数据。
表1
Figure GDA0002298012840000071
可见，本发明得到的高弹性阻燃双组份壁面明显优于现有技术的相关材质。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (4)

1.一种高弹性阻燃双组份壁面材料，其包括A组分预聚体与B组分预聚体，其特征在于，
A组分预聚体按照重量份包括：700份-900份的聚丙三醇醚，1份-2.5份的对苯二酚，50份-90份的甲苯二异氰酸酯，20份-100份的丁腈橡胶与50份-120份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：650份-850份的液体填料，5份-20份的邻苯二甲酸二辛酯，30份-80份的1，4-丁二醇，10份-20份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，100份-250份的碳酸钙，3份-10份的抗静电剂，1份-4份的有机锡催化剂，4份-8份的二苯胺与5份-12份的三磷酸酯；
所述的液体填料为聚丙二醇醚及聚丙三醇醚中的一种或两者的混合物，所述的抗静电剂为聚醚酯酰胺。
2.根据权利要求1所述的高弹性阻燃双组份壁面材料，其特征在于，
A组分预聚体按照重量份包括：800份的聚丙三醇醚，1.52份的对苯二酚，70.02份的甲苯二异氰酸酯，62份的丁腈橡胶与93份的聚甲基丙烯酸酯；
B组分预聚体按照重量份包括：750份的液体填料，12.81份的邻苯二甲酸二辛酯，53份的1，4-丁二醇，14.72份的3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，173份的碳酸钙，6.21份的抗静电剂，2.05份的有机锡催化剂，6.12份的二苯胺与8.22份的三磷酸酯。
3.根据权利要求1所述的高弹性阻燃双组份壁面材料，其特征在于，上述甲苯二异氰酸酯的纯度为99.5％以上，丁腈橡胶的粒径为60纳米-80纳米，1，4-丁二醇的纯度为99.8％以上，碳酸钙的粒径为1微米-3微米。
4.一种如权利要求1所述高弹性阻燃双组份壁面材料的制备方法，其包括以下步骤：
A、将聚丙三醇醚加入反应瓮中在105±5℃、真空度0.085-0.09MPa条件下，真空脱水处理1小时,然后降至60℃以下,加入对苯二酚,搅拌均匀后,再加入甲苯二异氰酸酯、丁腈橡胶及聚甲基丙烯酸酯，然后升温至80±5℃反应两小时,降温至60℃以下,自然冷却后，得到上述A组分预聚体；
B、将液体填料、邻苯二甲酸二辛酯、1,4-丁二醇加入反应瓮中,边搅拌边升温至100±5℃后加入3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷反应5分钟，然后加入碳酸钙、抗静电剂进行搅拌脱水,冷却至70℃以下加入有机锡催化剂、二苯胺、三磷酸酯，搅拌均匀，常温冷却，研磨2遍后,过筛，得到上述B组分预聚体；
C、预先将B组分预聚体进行充分搅拌，然后按2:1的比例将A组分预聚体与B组分预聚体进行混合，充分搅拌3-5分钟，即可得到相应的高弹性阻燃双组份壁面材料。
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