CN109852213A - 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法 - Google Patents

一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109852213A
CN109852213A CN201811620923.1A CN201811620923A CN109852213A CN 109852213 A CN109852213 A CN 109852213A CN 201811620923 A CN201811620923 A CN 201811620923A CN 109852213 A CN109852213 A CN 109852213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
coating
end group
slush moulding
spraying
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.)
Granted
Application number
CN201811620923.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109852213B (zh
Inventor
许东华
石彤非
潘鸽
王晓伟
付志磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN201811620923.1A priority Critical patent/CN109852213B/zh
Publication of CN109852213A publication Critical patent/CN109852213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109852213B publication Critical patent/CN109852213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法。本发明提供的聚脲涂料为双组分涂料,包括A组分和B组分;A组分中的主料由特定异氰酸酯与端羟基化合物或端氨基化合物按一定比例反应制得,B组分包含端氨基树脂和端氨基扩链剂,且以一定比例搭配。本发明聚脲涂层能够较好的改善PVC搪塑表皮的低温性能,具有聚脲涂层的PVC搪塑表皮低温爆破时,不发生碎裂和飞溅;另外,本发明聚脲涂料的凝胶时间和表干时间较短,提高了生产效率,且能够保证合适的硬度,不会由于硬度太大而导致PVC搪塑表皮变形。

Description

一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,特别涉及一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)搪塑表皮被广泛应用于高档汽车的仪表板,但PVC搪塑表皮在低温条件下发脆,目前,仪表板上PVC搪塑表皮的厚度多为1.0~1.4mm,当安全气囊低温爆破时,该PVC搪塑表皮容易出现破裂飞溅,存在安全隐患。同时,由于搪塑材料成本高、表皮材料利用率低等制约,对于搪塑产品制造业而言,搪塑表皮类产品属于高成本低利润产品;若将PVC搪塑表皮的厚度从当前的1.2mm左右降至0.8mm左右,表皮材料的成本将降低33.3%左右,因此,通过搪塑表皮轻量化、薄壁化,来实现搪塑表皮成本降低,是搪塑表皮发展的必然趋势。但对于当前厚度的PVC搪塑表皮而言,已然存在明显的低温脆化问题,若进一步降低厚度,该问题将更加严重,因此,如何克服PVC搪塑表皮低温性能差的问题是实现PVC搪塑表皮薄壁化的关键技术难点。
为了改善PVC搪塑表皮的低温性能,一些汽车内饰制造企业尝试在PVC搪塑表皮上复合具有优良低温性能的聚氨酯材料,如US8101111B2工开一种方法,在PVC搪塑表皮的气囊区喷涂热塑性弹性体粉末等涂层,来改善搪塑表皮在气囊区域的低温爆破性能;具体过程如下:在第一层PVC表皮搪塑成型后,进行第二层热塑性弹性体的喷涂,第二层喷涂后的再加热温度要达到完全熔融凝固的温度,从而使第一层材料与第二层材料复合。该工艺中存在如下缺陷,喷涂第二层热塑性弹性体后,需再加热,长时间高温导致PVC搪塑表皮在加工过程中的分解加剧,对PVC搪塑表皮的力学性能产生不利影响。CN10344813B公开了一种方法,在PVC搪塑表皮的气囊区域喷涂水性聚氨酯涂料或脂肪族双组分型聚氨酯反应型涂层或芳香族双组分型聚氨酯反应型涂层,来改善PVC搪塑表皮在气囊区域的低温爆破性能。由于纯的水性聚氨酯涂料的粘度较低,在垂直悬挂的PVC搪塑表皮上喷涂聚氨酯涂料时容易流淌,造成施工困难;同时,水性涂料表干时间较长,大大增加了施工周期;而喷涂脂肪族双组分聚氨酯反应型涂层或芳香族双组分聚氨酯涂层时,由于异氰酸酯组分能够与空气或搪塑表皮上的微量水分反应,因此需要保证在湿度降低的环境中喷涂,以防止喷涂的涂层在搪塑表皮上起泡,限制了喷涂条件。CN107312438A公开了一种涂料,具体是将水性聚氨酯涂料与色浆、成膜助剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂复配后来改善PVC搪塑表皮的低温爆破性能,上述各组分复配后,改善了涂料的施工性能,但同样存在水性涂料表干时间较长的问题(0.2mm厚度的涂层,表干需要1~2h),导致施工周期较长的问题。
喷涂聚氨酯、聚氨酯(脲)[又称为半聚脲]和聚脲技术是在反应注射成型技术(RIM)基础上发展起来的,它继承了高压撞击混合的原理,实现了聚氨酯、半聚脲、聚脲的快速固化喷射成型。与传统水性或溶剂型涂料相比,喷涂聚脲涂料具有以下优势:1、几乎100%固含量,有机挥发物含量低,符合环保要求;2、几秒至数分钟内表干,提高生产效率;3、可在任意曲面、垂直面及顶面连续喷涂而不产生流挂现象。与喷涂聚氨酯、半聚脲酯技术相比,喷涂聚脲技术具有以下优势:1、喷涂聚氨酯极易受环境温度和湿度的影响而发泡,造成材料性能的急剧下降;喷涂半聚脲也易受环境温度和湿度的影响而发泡,需控制喷涂时环境湿度和基材含水量。而聚脲的化学反应速度比水快得多,在实际施工时不受环境湿度影响,对环境温度、湿度有更强的容忍度,不会因环境因素而发泡;2、力学性能好,耐老化性能突出。
由于具有上述优势,目前,喷涂半聚脲及喷涂聚脲技术已在汽车行业得到应用。如CN101033333A公开了将聚脲弹性体喷涂于各类车厢的内外衬里,作为一种耐磨保护材料。CN100595246C和CN102492357B分别公开了将半聚脲弹性体分别喷涂于卡车、重型自卸车车厢的衬里,作为一种耐磨保护材料。CN201040498公开了将聚脲弹性体喷涂于高弹性泡沫塑料的外层,作为汽车座椅的耐磨损层。CN106750105A公开了将聚脲弹性体喷涂于汽车金属前杠、前泵把及侧踏板以提高其耐磨性、抗冲击性能及防腐蚀性能。CN107446476A公开了将聚脲弹性体喷涂于汽车底盘作为一种抗冲击材料。美国Line-X公司已在世界上很多国家开展汽车车厢、汽车底盘、整车的喷涂耐磨抗冲击聚脲的服务。但是喷涂半聚脲及聚脲技术,在汽车行业应用多是上述的汽车座椅、车厢、底盘等方面,采用的是硬度较高的半聚脲及聚脲,以满足其在耐磨、抗冲击上的应用。但在改善PVC搪塑表皮低温性能方面还不能满足达到要求。
为了改善PVC搪塑表皮的低温性能,喷涂的聚脲涂层应满足以下技术要求:(1)具有优良的低温柔性,在低温下能部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮的碎裂;(2)在PVC搪塑表皮内表面能够均匀成膜,涂层在PVC搪塑表皮内表面完全附着,不能出现离层、中空、气泡等影响附着和粘结的缺陷;(3)聚脲涂料在PVC搪塑表皮喷涂后不能改变PVC表皮原有的硬度、刚度等性能;(4)喷涂后不能在PVC搪塑表皮花纹面形成明显印痕;(5)喷涂聚脲涂层后的PVC搪塑表皮总成需能通过VOC等试验和气囊爆破试验。由于在PVC搪塑表皮上应用需求的不同,目前,喷涂聚脲技术还未应用于汽车仪表板的PVC搪塑表皮方面,且目前在汽车行业应用的半聚脲或聚脲配方及喷涂技术也不能满足改善PVC搪塑表皮低温性能的要求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法,采用本发明提供的聚脲涂料及喷涂方法,能够明显改善PVC搪塑表皮的低温性能;另外,还具有较好的施工性能,喷涂时不受环境温度湿度影响,可垂直喷涂不流淌。
本发明提供了一种双组分型聚脲涂料,包括A组分和B组分;
所述A组分包括以下质量比的组分:
主料 90%~100%;
稀释剂 0%~10%;
所述主料为由芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应得到的预聚物或半预聚物,或为由脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应得到的预聚物或半预聚物;
所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述芳香族异氰酸酯的官能度为2.0;所述脂肪族异氰酸酯的官能度为2.0;
所述B组分包括以下质量比的组分:
优选的,所述A组分中芳香族异氰酸酯包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯;
所述A组分中脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。
优选的,所述A组分中端羟基化合物包括聚氧化丙烯醚二元醇、聚氧化丙烯醚三元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚丁二烯二元醇中的一种或几种;
所述A组分中端氨基化合物为端氨基聚氧化丙烯醚。
优选的,所述A组分中端羟基化合物的官能度为2.0~2.6,分子量为2000~8000g/mol;
所述A组分中端氨基化合物的官能度为2.0~2.3,分子量为2000~5000g/mol;
所述A组分中主料的异氰酸酯官能团的质量百分含量为10%~16%。
优选的,所述B组分中端氨基树脂为端氨基聚氧化丙烯醚;所述端氨基聚氧化丙烯醚的分子量为2000~5000 g/mol。
优选的,所述B组分中端氨基扩链剂为芳香族端氨基扩链剂和脂肪族端氨基扩链剂中的一种或几种;
所述芳香族端氨基扩链剂包括二乙基甲苯二胺、4,4’-二仲丁氨基二苯甲烷、1,4-双仲丁胺基苯、1,2-双仲丁胺基苯和4230中的一种或几种;
所述脂肪族端氨基扩链剂包括D-230、T-403、754、异佛尔酮二胺、1000、3000、VersalinlinkTM250、VersalinlinkTM650和VersalinlinkTM1000中的一种或几种。
优选的,所述稀释剂包括碳酸亚乙酯和/或1,2-丙二醇碳酸酯;
所述助剂包括的组分以及各组分在所述B组分中的质量比如下:
优选的,所述A组分与B组分的体积比为1:1;所述涂料的异氰酸酯指数为1.0~1.1。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的双组分型聚脲涂料的喷涂方法,包括:
将所述A组分和B组分分别预热后,利用聚脲喷涂设备边混合边喷涂,在PVC搪塑表皮表面形成聚脲涂层;所述聚脲喷涂设备的主机压力设定为60~70kg/cm2,喷涂的加热温度为60~70℃,喷涂速度为0.6~1kg/min,喷枪移动速度为0.3~0.5m/s。
优选的,所述喷涂方法为在线喷涂法或离线喷涂法;
所述在线喷涂法包括:在PVC搪塑表皮生产工艺的冷却工段中,向所述PVC搪塑表皮背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层;
所述离线喷涂包括:向PVC搪塑表皮生产工艺制得的PVC搪塑表皮产品背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层;
所述聚脲涂层的厚度为0.1~0.3mm,涂层的厚度均差≤0.05mm。
本发明提供了一种双组分型聚脲涂料,包括A组分和B组分;所述A组分包括以下质量比的组分:90%~100%的主料和0%~10%的稀释剂;所述主料为由芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应得到的预聚物或半预聚物,或为由脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应得到的预聚物或半预聚物;所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);所述芳香族异氰酸酯的官能度为2.0;所述脂肪族异氰酸酯的官能度为2.0;所述B组分包括以下质量比的组分:40%~75%的端氨基树脂,10%~50%的端氨基扩链剂,0%~8%的助剂和0%~30%的色料。本发明还提供了一种双组分型聚脲涂料的喷涂方法。本发明提供的聚脲涂料为双组分涂料,包括A组分和B组分;A组分中的主料由特定异氰酸酯与端羟基化合物或端氨基化合物按一定比例反应制得,B组分包含端氨基树脂和端氨基扩链剂,且以一定比例搭配。本发明聚脲涂层能够较好的改善PVC搪塑表皮的低温性能,具有聚脲涂层的PVC搪塑表皮低温爆破时,不发生碎裂和飞溅;另外,本发明聚脲涂料的凝胶时间和表干时间较短,提高了生产效率,且能够保证合适的硬度,不会由于硬度太大而导致PVC搪塑表皮变形。
试验结果表明:①本发明的聚脲涂料实施喷涂后,凝胶时间在60s之内,可实现垂直喷涂不流淌;表干时间在5分钟以内,能够提高生产效率。②聚脲涂层的硬度为邵尔A30~邵尔A75之间,既能够满足基本硬度需求,又不会因硬度太大而导致PVC搪塑表皮变形。③聚脲涂层能够较好的改善固化内应力,喷涂聚脲涂层后的PVC搪塑表皮经过冷刀弱化后没有冷刀弱化印。④聚脲涂层具有较好的低温性能,经动态热机械仪(DMA)测试显示,聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子为0.2~0.5,证明聚脲具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。且通过了低温和高温爆破试验,尤其在低温下爆破未发生碎裂和飞溅。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的一些实施例中采用的遮挡装置的示意图;
图2为本发明实施例1中仪表板总成示意图;
图3为本发明实施例1低温气囊爆破示意图;
图4为本发明实施例1高温气囊爆破示意图;
图5为本发明实施例2中仪表板总成示意图;
图6为本发明实施例2低温气囊爆破示意图;
图7为本发明实施例2高温气囊爆破示意图;
图8为对比例1低温气囊爆破示意图;
图9为对比例2仪表板总成示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种双组分型聚脲涂料,包括A组分和B组分;
所述A组分包括以下质量比的组分:
主料 90%~100%;
稀释剂 0%~10%;
所述主料为由芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应得到的预聚物或半预聚物,或为由脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应得到的预聚物或半预聚物;
所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述芳香族异氰酸酯的官能度为2.0;所述脂肪族异氰酸酯的官能度为2.0;
所述B组分包括以下质量比的组分:
本发明提供的聚脲涂料为双组分涂料,包括A组分和B组分;A组分中的主料由特定异氰酸酯与端羟基化合物或端氨基化合物按一定比例反应制得,B组分包含端氨基树脂和端氨基扩链剂,且以一定比例搭配。本发明聚脲涂层能够较好的改善PVC搪塑表皮的低温性能,具有聚脲涂层的PVC搪塑表皮低温爆破时,不发生碎裂和飞溅;另外,本发明聚脲涂料的凝胶时间和表干时间较短,提高了生产效率,且能够保证合适的硬度,不会由于硬度太大而导致PVC搪塑表皮变形。
本发明中,所述A组分包括90%~100%的主料和0%~10%的稀释剂。
本发明中,所述主料可通过两种方式获得,其一为由芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应得到的预聚物或半预聚物[通常,将异氰酸酯官能团质量百分含量(即NCO%)低于12%的产物称为预聚物,NCO%在12%~25%的称为半预聚物]。
其中,所述芳香族异氰酸酯的官能度为2.0,若官能度过大,则导致主料粘度极高,即使加稀释剂,也难以使本发明涂料体系中的A组分和B组分混合均匀,影响涂层性能。所述芳香族异氰酸酯优选包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯,更优选包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。所述芳香族异氰酸酯包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯时,所述2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯占芳香族异氰酸酯的质量比优选为40%~75%,控制在该比例范围内有利于获得与PVC附着性好、硬度低、柔性好及低温性能好的聚脲涂层。2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯结构不对称,反应活性比4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯低。当2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯比例低于40%,由于此时高反应活性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯含量过高,导致A组分和B组分反应的凝胶时间过短,从而最终导致聚脲产品与PVC附着性不好、硬度过高,柔性差,影响涂层的低温性能;若2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯比例高于75%,则由于此时低反应活性的2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯含量过高,导致A组分和B组分反应的凝胶时间过长,聚脲涂层表干时间也增长,从而降低生产效率。
所述端羟基化合物优选包括聚氧化丙烯醚二元醇、聚氧化丙烯醚三元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚丁二烯二元醇中的一种或几种。所述端羟基化合物的官能度优选为2.0~2.6。所述端羟基化合物的分子量优选为2000~8000g/mol;采用上述分子量范围内的端羟基化合物有利于提高聚脲产品的柔性。
所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70),优选为(35~50)∶(45~65)。
所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物混合时,优选向芳香族异氰酸酯中滴加端羟基化合物。本发明中,优选在45~55℃下进行所述滴加,更优选在50℃下进行滴加。滴加完后,优选升至70~90℃进行反应,更优选升至80℃进行反应。所述反应的时间优选为2~3小时。所述混合和反应优选在保护气体条件下进行;本发明对所述保护气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的保护性气体即可,如氮气和/或惰性气体;本发明对所述惰性气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的惰性气体即可。在所述反应后,得到预聚物或半预聚物。
本发明中,所述主料的另一种获得方式为:由脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应得到的预聚物或半预聚物。
其中,所述脂肪族异氰酸酯的官能度为2.0,若官能度过大,则导致主料粘度极高,即使加稀释剂,也难以使本发明涂料体系中的A组分和B组分容和均匀,影响涂层性能。所述脂肪族异氰酸酯优选包括佛尔酮二异氰酸酯和环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。
所述端氨基化合物优选为端氨基聚氧化丙烯醚。所述端氨基化合物的官能度优选为2.0~2.6。所述端氨基化合物的分子量优选为2000~5000g/mol,采用上述分子量范围内的端羟基化合物有利于提高聚脲产品的柔性。
所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70),优选为(35~50)∶(45~65)。
所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物混合时,优选向脂肪族异氰酸酯中滴加端氨基化合物。本发明中,优选在室温下开始滴加。滴加完后,优选升至70~90℃进行反应,更优选升至80℃进行反应。所述反应的时间优选为2~3小时。所述混合和反应优选在保护气体条件下进行;本发明对所述保护气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的保护性气体即可,如氮气和/或惰性气体;本发明对所述惰性气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的惰性气体即可。在所述反应后,得到预聚物或半预聚物。
本发明中,优选控制上述反应所得预聚物或半预聚物(即所述主料)的异氰酸酯官能团的质量百分含量(即NCO%)为10%~16%;在反应过程中,监测产物的NCO%含量,待达到理论值后,将预聚物或半预聚物置于密闭容器中,脱气充氮气和/或惰性气体待用。本发明中,测试NCO%含量的方法没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的测试方法即可,在本发明的实施例中,采用二正丁胺法。
本发明中,所述主料在A组分中的质量比为90%~100%。
本发明中,所述稀释剂优选包括碳酸亚乙酯和/或1,2-丙二醇碳酸酯;采用所述反应型稀释剂能够防止随年限延长而迁移的问题,有利于提高材料的稳定性和耐久性。本发明中,所述稀释剂在A组分中的质量比为0%~10%。
本发明中,所述B组分包括以下质量比的组分:
其中,所述端氨基树脂优选为端氨基聚氧化丙烯醚。所述端氨基聚氧化丙烯醚的分子量优选为2000~5000g/mol;采用所述分子量范围内的端氨基聚氧化丙烯醚有利于提高所得聚脲产品的柔性。所述端氨基聚氧化丙烯醚优选包括二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚和三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚中的一种或几种。
所述端氨基树脂在B组分中的质量比为40%~75%,更优选为55%~75%。
其中,所述端氨基扩链剂优选为芳香族端氨基扩链剂和脂肪族端氨基扩链剂中的一种或几种。所述芳香族端氨基扩链剂优选包括二乙基甲苯二胺、4,4’-二仲丁氨基二苯甲烷、1,4-双仲丁胺基苯、1,2-双仲丁胺基苯和4230中的一种或几种。所述脂肪族端氨基扩链剂优选包括D-230、T-403、754、异佛尔酮二胺、ClearlinkTM1000、ClearlinkTM3000、VersalinlinkTM250、VersalinlinkTM650和VersalinlinkTM1000中的一种或几种。
所述端氨基扩链剂在B组分中的质量比为10%~50%,更优选为20%~35%。
其中,所述助剂优选包括流平剂、消泡剂、防沉降剂、偶联剂、紫外光吸收剂和防老化剂。本发明对上述各种助剂的具体种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的用于聚脲涂料的各种助剂即可。其中,所述流平剂优选包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂(BYK-333)和聚丙烯酸酯流平剂(BYK-361 N)中的一种或几种;所述流平剂可由德国BYK公司提供。所述流平剂在B组分中的质量比优选为0%~2%。所述消泡剂优选包括破泡聚合物溶液消泡剂(BYK-A 535)、由破泡聚合物与聚硅氧烷溶液组成的消泡剂(BYK-088)中的一种或几种;所述消泡剂可由德国BYK公司提供。所述消泡剂在B组分中的质量比优选为0%~2%。所述防沉降剂优选为改性脲溶液BYK-410和BYK-D 410中的一种或几种;所述防沉降剂可由德国BYK公司提供。所述防沉降剂在B组分中的质量比优选为0%~2%。所述偶联剂优选包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂(A-187)和氨基硅烷偶联剂(VX-255)中的一种或几种;所述硅烷偶联剂可由美国MOMENTIVE公司提供。所述偶联剂在B组分中的质量比优选为0%~1%。所述紫外光吸收剂优选包括2,4-二特丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚紫外光吸收剂(327)或2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二特戊基苯酚紫外光吸收剂(328)中的一种或几种;所述紫外光吸收剂可由德国BASF公司提供。所述紫外光吸收剂在B组分中的质量比优选为0%~0.5%。所述抗氧剂优选包括四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(1010)抗氧剂和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯抗氧剂(1076)中的一种或几种;所述抗氧剂可由德国BASF公司提供。所述抗氧剂在B组分中的质量比优选为0%~0.5%。
其中,所述色料的种类没有特殊限制,可以为色浆或色粉颜料等。本发明对所述色浆或色粉颜料的具体选择没有特殊限制,可根据实际颜色需求进行合理选择。所述色料在B组分中的质量比为0%~30%。
本发明中,所述A组分与B组分的体积比优选为1∶1。A组分与B组分混合所得聚脲涂料的异氰酸酯指数优选为1.0~1.1;若异氰酸酯指数小于1.0,则聚脲在储存过程中会与空气中湿气反应,若高于1.1,则喷涂施工时,会与空气中湿气反应,产生气泡,从而影响材料性能。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的双组分型聚脲涂料的制备方法,包括以下步骤:
a)将芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应,得到主料;
或将脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应,得到主料;
b)将所述主料与稀释剂混合,得到A组分;
c)将端氨基树脂、端氨基扩链剂、助剂和色料混合,得到B组分;
d)将所述A组分和B组分利用聚脲喷涂设备混合喷涂,得到聚脲涂料;
其中,获得A组分的步骤和获得B组分的步骤没有顺序限制。
其中,所述芳香族异氰酸酯、端羟基化合物、脂肪族异氰酸酯、端氨基化合物、稀释剂、端氨基树脂、端氨基扩链剂、助剂和色料的种类及用量等均与上述技术方案中所述一致,在此不再赘述。所述主料的NCO%含量、A组分与B组分的配比,涂料的异氰酸酯指数等特征均与上述技术方案中所述一致,在此不再赘述。所述步骤a)中反应的条件等与上述技术方案中所述一致,在此不再赘述。所述步骤c)中,在混合后,优选还进行研磨;所述研磨的细度优选为<120目。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的双组分型聚脲涂料的喷涂方法,包括:
将所述A组分和B组分分别预热后,利用聚脲喷涂设备边混合边喷涂,在PVC搪塑表皮表面形成聚脲涂层。本发明中,所述喷涂设备为专门的聚脲喷涂设备,具有预热A、B组分,混合A、B组分,以及喷涂功能,实际运行中,边混合边喷涂,A、B组分物料在很短时间内边混合边反应并喷出。
本发明中,所述预热的温度优选为20~30℃,更优选为25℃。在本发明的一些实施例中,所述喷涂设备包括物料输送比例泵(即主机)和喷枪;所述主机的压力优选为60~70kg/m2。所述喷涂设备中的加热温度优选为60~70℃。所述喷涂的速度优选为0.6~1kg/min。所述喷枪移动速度优选为0.3~0.5m/s。喷涂过程中,在主机的压力下,A组分和B组分在喷枪的混合室内混合,然后雾化喷出,喷出后继续反应一段时间,形成聚脲涂层。本发明采用所述双组分型聚脲涂料,并配合上述喷涂方法,最终得到低温性能优异的聚脲涂层。
本发明中,所述喷涂方法优选为在线喷涂法或离线喷涂法。
所述在线喷涂法包括:在PVC搪塑表皮生产工艺的冷却工段中,向所述PVC搪塑表皮背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层。所述在线喷涂是在PVC搪塑表皮从搪塑模具上揭下之前实施喷涂,具体在PVC搪塑表皮生产工艺的冷却工段中进行喷涂,此时,所述PVC搪塑表皮的温度为50~80℃。喷涂时,所述PVC搪塑表皮背面(即本领域俗称的B面)朝外,可采用遮挡装置进行辅助,在需要喷涂的安全气囊区域(B面)喷涂聚脲涂料。待聚脲涂层表干后,再将具有聚脲涂层的PVC搪塑表皮从搪塑模具上取下。
所述离线喷涂包括:向PVC搪塑表皮生产工艺制得的PVC搪塑表皮产品背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层。所述离线喷涂是在PVC搪塑表皮制作完成后进行,即PVC搪塑表皮已从搪塑模具上取下,将PVC搪塑表皮背面(即B面)朝外并平整固定在夹具上,然后在环境温度为0~40℃下喷涂。喷涂时,可采用遮挡装置进行辅助,在需要喷涂的安全气囊区域(B面)喷涂聚脲涂料。待聚脲涂层表干后,再将具有聚脲涂层的PVC搪塑表皮从夹具上取下。
上述喷涂过程中,所述遮挡装置的结构如图1所示,图1为本发明的一些实施例中采用的遮挡装置的示意图,其中,1为开口窗,聚脲涂料通过该开口窗喷涂在仪表盘表皮的背面;2为遮挡区,其外框与在线喷涂的搪塑模具外框或离线喷涂的外部框架相匹配。
本发明中,喷涂聚脲涂层的厚度优选为0.1~0.3mm,若高于0.3mm,则影响装配,且喷涂时间长、影响效率,还影响汽车轻量化,增加成本。所述聚脲涂层的厚度均差≤0.05mm。
试验结果表明:①本发明的聚脲涂料实施喷涂后,凝胶时间在60s之内,可实现垂直喷涂不流淌;表干时间在5分钟以内,能够提高生产效率。②聚脲涂层的硬度为邵尔A30~邵尔A75之间,既能够满足基本硬度需求,又不会因硬度太大而导致PVC搪塑表皮变形。③聚脲涂层能够较好的改善固化内应力,喷涂聚脲涂层后的PVC搪塑表皮经过冷刀弱化后没有冷刀弱化印。④聚脲涂层具有较好的低温性能,经动态热机械仪(DMA)测试显示,聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子为0.2~0.5,证明聚脲具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。且通过了低温和高温爆破试验,尤其在低温下爆破未发生碎裂和飞溅。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
1.1涂料的制备和喷涂
A组分的制备:在装有45.6质量份的MDI-50(2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为50%~54%,万华化学集团股份有限公司)的三口瓶中,通入氮气,升温至50℃,开始滴加24.7质量份的聚氧化丙烯醚三元醇(TMN-3050,中国石化集团资产经营管理有限公司天津石化分公司)和24.7质量份的低不饱和度聚氧化丙烯醚多元醇(POLYOL4200,德国Covestro公司),待加完后逐步升温至80℃,继续反应2~3小时,然后取样测定半预聚物中—NCO端基含量为13.8%;将95wt%的半预聚物与5wt%的稀释剂1,2-丙二醇碳酸酯(商品名JeffsolTMPC,美国Huntsman公司)搅拌均匀后,即得A组分,置于密闭容器中,脱气充氮待用。
B组分的制备:将67.1wt%的端氨基聚氧化丙烯醚(62wt%的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚D-2000和5.1wt%的三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚T-5000,美国Huntsman公司)、26.4wt%的胺类扩链剂[13.0wt%的二乙基甲苯二胺(100,美国Albemarle公司)和13.4wt%的美国Huntsman公司的754]、1wt%流平剂(聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂,BYK-333,德国BYK公司)、1wt%消泡剂(破泡聚合物,BYK-A535,德国BYK公司)、1wt%防沉降剂(改性脲溶液,BYK-410,德国BYK公司)、0.5wt%偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂,A-187,美国MOMENTIVE公司)、0.25wt%紫外光吸收剂(2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二特戊基苯酚紫外光吸收剂,328,德国BASF公司)、0.25wt%抗氧剂(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯抗氧剂,1076,德国BASF公司)、2.5wt%色浆(聚脲专用色浆,黑色,SPUA-6861,东莞集丰塑化材料有限公司)按比例在高速搅拌机中搅拌一小时,进入砂磨机研磨到细度小于120目,使之完全混合均匀,出料,即得B组分,密闭保存。该体系中A/B两组分的体积比为1:1,异氰酸酯指数为1.05。
喷涂方法:A、B组分在使用之前分别预热到25℃,使用美国PMC公司生产的PHX-40(液动)系列物料输送比例泵(主机)和AP喷枪按体积比1:1喷涂。主机压力:65kg/cm2,主加热和管加热温度:65℃,喷涂速度为0.8Kg/min,喷枪移动速度约为0.4m/s。使用以上聚脲喷涂设备将A、B两组分混合后喷涂在材料表面,环境温度为0℃,环境湿度为40%。
将用于仪表板表皮的薄壁化的PVC搪塑表皮(厚度为0.75~0.85mm)固定在夹具上,使PVC搪塑表皮垂直悬挂且背面朝外,随后按照上述喷涂方法将涂料喷涂在气囊区表面(采用图1所示的遮挡装置),然后在环境温度(约0℃)固化成涂层,得到表皮材料,包括PVC搪塑表皮及复合于其背面的芳香族聚脲涂层。聚脲涂层厚度为0.15~0.20mm,极差为0.05mm,厚度均匀性符合喷涂工艺成膜厚度±0.05mm的公差要求。
1.2性能测试
(1)测试聚脲涂层的各项基本物理性能,结果参见表1。
表1实施例1所得聚脲涂层的基本性能
凝胶时间 28s GB/T 23446-2009
表干时间 4min GB/T 23446-2009
硬度(邵尔A) 66 GB/T 23446-2009
拉伸强度,MPa 12.5 GB/T 23446-2009
断裂伸长率 870% GB/T 23446-2009
(2)用动态热机械仪(DMA)表征聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.34,远高于纯PVC搪塑表皮,证明聚脲涂层具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。
(3)对上述表皮材料进行冷刀化操作,操作完成后,表皮材料与仪表板骨架发泡;发泡后的仪表板总成如图2所示,图2为本发明实施例1中仪表板总成示意图。对该仪表板总成进行-30℃低温和80℃高温气囊爆破试验。结果显示,经冷刀弱化后没有冷刀弱化印,低温和高温爆破试验均合格,尤其是低温爆破下未发生碎裂和飞溅,如图3和图4所示,图3为本发明实施例1低温气囊爆破示意图,图4为本发明实施例1高温气囊爆破示意图。
综合上述性能测试可知,所得涂料喷涂流畅,垂直喷涂不流淌;涂层表干速度快,涂层固化速率没有受到低温的影响;聚脲涂层具有优良的低温柔性,聚脲涂层的仪表板总成冷刀弱化后没有冷刀弱化印,在低温和高温下的爆破实验结果均合格,尤其在低温爆破下未发生碎裂和飞溅。
实施例2
1.1涂料的制备和喷涂
A组分的制备:在装有39质量份的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,德国Evonik Degussa公司)的三口瓶中,通入氮气,室温下滴加61质量份的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚(D-2000,美国Huntsman公司),待加完后逐步升温至80℃,继续反应2~3小时,然后取样测定半预聚物中—NCO端基含量为12.1%,即得A组分,置于密闭容器中,脱气充氮待用。
B组分的制备:将69.3wt%的端氨基聚氧化丙烯醚(48.4wt%的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚D-2000和20.9wt%的三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚T-5000,美国Huntsman公司)、26.2wt%的胺类扩链剂(D-230,美国Huntsman公司)、0.5wt%流平剂(聚丙烯酸酯流平剂,BYK-361N,德国BYK公司)、0.5wt%消泡剂(破泡聚合物和聚硅氧烷溶液组成的消泡剂,BYK-088,德国BYK公司)、0.5wt%防沉降剂(改性脲溶液,BYK-D 410,德国BYK公司)、0.5wt%偶联剂(氨基硅烷偶联剂,VX-255,美国MOMENTIVE公司)、0.25wt%紫外光吸收剂(2,4-二特丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚紫外光吸收剂,327,德国BASF公司)、0.25wt%抗氧剂(四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,1010,德国BASF公司)、2.5wt%钛白粉(-960,美国Dupont公司)按比例在高速搅拌机中搅拌一小时,进入砂磨机研磨到细度小于120目,使之完全混合均匀,出料,即得B组分,密闭保存。该体系中A/B两组分的体积比为1:1,异氰酸酯指数为1.05。
喷涂方法:参照实施例1,环境温度为30℃,环境湿度为85%。
将用于仪表板表皮的薄壁化的PVC搪塑表皮(厚度为0.75~0.85mm)固定在夹具上,使PVC搪塑表皮垂直悬挂且背面朝外,随后按照上述喷涂方法将涂料喷涂在气囊区表面(采用图1所示的遮挡装置),然后在环境温度下(约30℃)固化成涂层,得到表皮材料,包括PVC搪塑表皮及复合于其背面的脂肪族聚脲涂层。聚脲涂层厚度为0.10~0.15mm,极差为0.05mm,厚度均匀性符合喷涂工艺成膜厚度±0.05的公差要求。
1.2性能测试
(1)按照实施例1的方法测试聚脲涂层的各项基本物理性能,结果参见表2。
表2实施例2所得聚脲涂层的基本性能
凝胶时间 20s
表干时间 3min
硬度(邵尔A) 65
拉伸强度,MPa 10.8
断裂伸长率 500%
(2)用动态热机械仪(DMA)表征聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.29,远高于纯PVC搪塑表皮,证明聚脲涂层具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。
(3)对上述表皮材料进行冷刀化操作,操作完成后,表皮材料与仪表板骨架发泡;发泡后的仪表板总成如图5所示,图5为本发明实施例2中仪表板总成示意图。对该仪表板总成进行-30℃低温和80℃高温气囊爆破试验。结果显示:经冷刀弱化后没有冷刀弱化印;低温和高温爆破试验均合格,尤其是低温爆破下未发生碎裂和飞溅,如图6和图7所示,图6为本发明实施例2低温气囊爆破示意图,图7为本发明实施例2高温气囊爆破示意图。
综合上述性能测试可知,所得涂料喷涂流畅,垂直喷涂不流淌;涂层表干速度快,涂层没有气泡凸起,即没有受到环境湿度的影响;聚脲涂层具有优良的低温柔性,聚脲涂层的仪表板总成冷刀弱化后没有冷刀弱化印,在低温和高温下的爆破实验结果均合格,尤其在低温爆破下未发生碎裂和飞溅。
实施例3
1.1涂料的制备和喷涂
A组分的制备:在装有18质量份的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,德国Evonik Degussa公司)和15质量份的环己烷二亚甲基二异氰酸酯(TAKENATETM 600,日本三井化学株式会社)的三口瓶中,通入氮气,室温下滴加62质量份的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚(D-2000,美国Huntsman公司),待加完后逐步升温至80℃,继续反应2~3小时,然后取样测定半预聚物中—NCO端基含量为11.2%;将95wt%的预聚物与5wt%的稀释剂1,2-丙二醇碳酸酯(商品名JeffsolTMPC,美国Huntsman公司)搅拌均匀后,即得A组分,置于密闭容器中,脱气充氮待用。
B组分的制备:将68.2wt%的端氨基聚氧化丙烯醚(47.7wt%的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚D-2000和20.5wt%的三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚T-5000,美国Huntsman公司)、27.3wt%的胺类扩链剂(1.0wt%的美国Huntsman公司的754和26.3wt%的印度Dorf Ketal公司的1000))、0.5wt%流平剂(聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂,BYK-333,德国BYK公司)、0.5wt%消泡剂(破泡聚合物,BYK-A 535,德国BYK公司)、0.5wt%防沉降剂(改性脲溶液,BYK-410,德国BYK公司)、0.5wt%偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂,A-187,美国MOMENTIVE公司)、0.25wt%紫外光吸收剂(2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二特戊基苯酚紫外光吸收剂,328,德国BASF公司)、0.25wt%抗氧剂(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯抗氧剂,1076,德国BASF公司)、2.5wt%色浆(聚脲专用色浆,深黄色,SPUA-6822,东莞集丰塑化材料有限公司)按比例在高速搅拌机中搅拌一小时,进入砂磨机研磨到细度小于120目,使之完全混合均匀,出料,即得B组分,密闭保存。该体系中A/B两组分的体积比为1:1,异氰酸酯指数为1.05。
喷涂方法:参照实施例1,环境温度为10℃,环境湿度为50%。
将用于仪表板表皮的薄壁化的PVC搪塑表皮(厚度为0.75~0.85mm)固定在夹具上,使PVC搪塑表皮垂直悬挂且背面朝外,随后按照上述喷涂方法将涂料喷涂在气囊区表面(采用图1所示的遮挡装置),然后在环境温度下(约10℃)固化成涂层,得到表皮材料,包括PVC搪塑表皮及复合于其背面的脂肪族聚脲涂层。聚脲涂层厚度为0.10~0.15mm,极差为0.05mm,厚度均匀性符合喷涂工艺成膜厚度±0.05的公差要求。
1.2性能测试
(1)按照实施例1的方法测试聚脲涂层的各项基本物理性能,结果参见表3。
表3实施例3所得聚脲涂层的基本性能
凝胶时间 18s
表干时间 3min
硬度(邵尔A) 62
拉伸强度,MPa 13.1
断裂伸长率 650%
(2)用动态热机械仪(DMA)表征聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.27,远高于纯PVC搪塑表皮,证明聚脲涂层具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。
(3)对上述表皮材料进行冷刀化操作,操作完成后,表皮材料与仪表板骨架发泡;发泡后的仪表板总成进行-30℃低温和80℃高温气囊爆破试验。结果显示:经冷刀弱化后没有冷刀弱化印;低温和高温爆破试验均合格,尤其是低温爆破下未发生碎裂和飞溅。
实施例4
1.1涂料的制备和喷涂
A组分的制备:在装有40质量份的MDI-30(2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,其中2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为68%~75%,烟台万华聚氨酯股份有限公司),通入氮气,升温至50℃,开始滴加25质量份的聚氧化丙烯醚三元醇(TMN-3050,中国石化集团资产经营管理有限公司天津石化分公司)和30质量份的低不饱和度聚氧化丙烯醚多元醇(POLYOL4200,德国Covestro公司),待加完后逐步升温至80℃,继续反应2~3小时,然后取样测定半预聚物中—NCO端基含量为12.4%;将95wt%的半预聚物与5wt%的稀释剂碳酸亚乙酯(商品名JeffsolTMEC)搅拌均匀后,即得A组分,置于密闭容器中,脱气充氮待用。
B组分的制备:将73.8wt%的端氨基聚氧化丙烯醚(68.8wt%的二官能度的端氨基聚氧化丙烯醚D-2000和5.0wt%的三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚T-5000,美国Huntsman公司)、21.2wt%的胺类扩链剂(6.2wt%的美国Albemarle公司的100和15.0wt%的美国Huntsman公司的754)、0.5wt%流平剂(聚丙烯酸酯流平剂,BYK-361N,德国BYK公司)、0.5wt%消泡剂(破泡聚合物和聚硅氧烷溶液组成的消泡剂,BYK-088,德国BYK公司)、0.5wt%防沉降剂(改性脲溶液,BYK-D410,德国BYK公司)、0.5wt%偶联剂(氨基硅烷偶联剂,VX-255,美国MOMENTIVE公司)、0.25wt%紫外光吸收剂(2,4-二特丁基-6-(5-氯代苯并三唑-2-基)苯酚紫外光吸收剂,327,德国BASF公司)、0.25wt%抗氧剂(四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,1010,德国BASF公司)、2.5wt%色浆(聚脲专用色浆,黑色,SPUA-6861,东莞集丰塑化材料有限公司)按比例在高速搅拌机中搅拌一小时,进入砂磨机研磨到细度小于120目,使之完全混合均匀,出料,即得B组分,密闭保存。该体系中A/B两组分的体积比为1:1,异氰酸酯指数为1.05。
喷涂方法:参照实施例1,环境温度为0℃,环境湿度为40%。
将用于仪表板表皮的薄壁化的PVC搪塑表皮(厚度为0.75~0.85mm)固定在夹具上,使PVC搪塑表皮垂直悬挂且背面朝外,随后按照上述喷涂方法将涂料喷涂在气囊区表面(采用图1所示的遮挡装置),然后在环境温度下(约0℃)固化成涂层,得到表皮材料,包括PVC搪塑表皮及复合于其背面的芳香族聚脲涂层。聚脲涂层厚度为0.15~0.20mm,极差为0.05mm,厚度均匀性符合喷涂工艺成膜厚度±0.05的公差要求。
1.2性能测试
(1)按照实施例1的方法测试聚脲涂层的各项基本物理性能,结果参见表4。
表4实施例4所得聚脲涂层的基本性能
(2)用动态热机械仪(DMA)表征聚脲涂层在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.39,远高于纯PVC搪塑表皮,证明聚脲涂层具有优良的低温柔性,在低温下能够部分松弛气囊爆破的冲击力,从而避免PVC搪塑表皮碎裂。
(3)对上述表皮材料进行冷刀化操作,操作完成后,表皮材料与仪表板骨架发泡;发泡后的仪表板总成进行-30℃低温和80℃高温气囊爆破试验。结果显示:经冷刀弱化后没有冷刀弱化印;低温和高温爆破试验均合格,尤其是低温爆破下未发生碎裂和飞溅。
对比例1
样品:没有聚脲涂层的PVC搪塑表皮。
测试:用动态热机械仪(DMA)表征PVC搪塑表皮在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.06。
按照实施例1的测试法对PVC搪塑表皮进行低温爆破试验,结果显示,PVC搪塑表皮发生碎裂和飞溅,如图8所示,图8为对比例1低温气囊爆破示意图。
对比例2
喷涂商业聚脲涂料:美国Line-X公司的聚脲涂料。
喷涂设备和条件:按照Line-X公司(沈阳施工基地)设定。环境温度为20℃,环境湿度为50%。在PVC搪塑表皮副驾驶位的安全气囊区域的背面喷涂0.5mm厚的聚脲涂层。
结果:美国Line-X公司在汽车车厢、汽车底盘、汽车整车的喷涂耐磨抗冲击聚脲涂层,其聚脲涂层的硬度在邵尔A90以上,远高于纯PVC搪塑表皮的硬度(邵尔A69左右),因此,喷涂在PVC搪塑表皮后外观发生变形。同时,经冷刀弱化后存在冷刀弱化印;而由于喷涂聚脲的PVC搪塑表皮外观发生变形,在仪表板总成填充聚氨酯爆破过程中,密封不严,导致聚氨酯泡沫流出,如图9所示,图9为对比例2仪表板总成示意图,故仪表板总成无法进行后续的低温爆破试验。可见,上述现有商业聚脲涂料并不适用于喷涂PVC搪塑表皮,无法满足PVC搪塑表皮各方面的性能需求。
对比例3
制备:按照实施例1的制备过程制备聚脲涂料,不同的是,A组分中,芳香族异氰酸酯MDI-50的用量为70质量份,聚氧化丙烯醚三元醇(TMN-3050,中国石化集团资产经营管理有限公司天津石化分公司)的用量为12.5质量份,低不饱和度聚氧化丙烯醚多元醇(POLYOL4200,德国Covestro公司)的用量为12.5质量份。
测试:用动态热机械仪(DMA)表征PVC搪塑表皮在-30℃下频率为100Hz时的损耗因子,结果显示,损耗因子值为0.14。
按照实施例1的测试法对PVC搪塑表皮进行低温爆破试验,结果显示,PVC搪塑表皮发生碎裂和飞溅。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种双组分型聚脲涂料,其特征在于,包括A组分和B组分;
所述A组分包括以下质量比的组分:
主料 90%~100%;
稀释剂 0%~10%;
所述主料为由芳香族异氰酸酯与端羟基化合物反应得到的预聚物或半预聚物,或为由脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物反应得到的预聚物或半预聚物;
所述芳香族异氰酸酯与端羟基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述脂肪族异氰酸酯与端氨基化合物的质量比为(20~60)∶(30~70);
所述芳香族异氰酸酯的官能度为2.0;所述脂肪族异氰酸酯的官能度为2.0;
所述B组分包括以下质量比的组分:
2.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述A组分中芳香族异氰酸酯包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯;
所述A组分中脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述A组分中端羟基化合物包括聚氧化丙烯醚二元醇、聚氧化丙烯醚三元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚丁二烯二元醇中的一种或几种;
所述A组分中端氨基化合物为端氨基聚氧化丙烯醚。
4.根据权利要求1或3所述的涂料,其特征在于,所述A组分中端羟基化合物的官能度为2.0~2.6,分子量为2000~8000g/mol;
所述A组分中端氨基化合物的官能度为2.0~2.3,分子量为2000~5000g/mol;
所述A组分中主料的异氰酸酯官能团的质量百分含量为10%~16%。
5.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述B组分中端氨基树脂为端氨基聚氧化丙烯醚;所述端氨基聚氧化丙烯醚的分子量为2000~5000g/mol。
6.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述B组分中端氨基扩链剂为芳香族端氨基扩链剂和脂肪族端氨基扩链剂中的一种或几种;
所述芳香族端氨基扩链剂包括二乙基甲苯二胺、4,4’-二仲丁氨基二苯甲烷、1,4-双仲丁胺基苯、1,2-双仲丁胺基苯和4230中的一种或几种;
所述脂肪族端氨基扩链剂包括D-230、T-403、754、异佛尔酮二胺、1000、3000、VersalinlinkTM250、VersalinlinkTM650和VersalinlinkTM1000中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述稀释剂包括碳酸亚乙酯和/或1,2-丙二醇碳酸酯;
所述助剂包括的组分以及各组分在所述B组分中的质量比如下:
8.根据权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述A组分与B组分的体积比为1:1;所述涂料的异氰酸酯指数为1.0~1.1。
9.一种权利要求1~8中任一项所述的双组分型聚脲涂料的喷涂方法,其特征在于,包括:
将所述A组分和B组分分别预热后,利用聚脲喷涂设备边混合边喷涂,在PVC搪塑表皮表面形成聚脲涂层;所述聚脲喷涂设备的主机压力设定为60~70kg/cm2,喷涂的加热温度为60~70℃,喷涂速度为0.6~1kg/min,喷枪移动速度为0.3~0.5m/s。
10.根据权利要求9所述的喷涂方法,其特征在于,所述喷涂方法为在线喷涂法或离线喷涂法;
所述在线喷涂法包括:在PVC搪塑表皮生产工艺的冷却工段中,向所述PVC搪塑表皮背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层;
所述离线喷涂包括:向PVC搪塑表皮生产工艺制得的PVC搪塑表皮产品背面的安全气囊区域喷涂聚脲涂料,形成聚脲涂层;
所述聚脲涂层的厚度为0.1~0.3mm,涂层的厚度均差≤0.05mm。
CN201811620923.1A 2018-12-28 2018-12-28 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法 Active CN109852213B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811620923.1A CN109852213B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811620923.1A CN109852213B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109852213A true CN109852213A (zh) 2019-06-07
CN109852213B CN109852213B (zh) 2020-03-13

Family

ID=66892816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811620923.1A Active CN109852213B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109852213B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110359594A (zh) * 2019-07-02 2019-10-22 山东三达科技发展有限公司 一种抗爆轰墙体结构及施工方法、测试装置及方法
CN110511656A (zh) * 2019-09-12 2019-11-29 中国科学院长春应用化学研究所 一种喷涂成型的双组分聚脲表皮及其制备方法
CN110564276A (zh) * 2019-09-02 2019-12-13 中国科学院长春应用化学研究所 一种双组分聚脲涂料及其应用
CN111219266A (zh) * 2019-12-30 2020-06-02 西安航科等离子体科技有限公司 一种固体火箭发动机端面药柱包覆结构及其包覆方法
CN112280448A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 中国石油化工集团有限公司 一种用于石化的防腐聚脲涂料及其制备方法
CN112898526A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 南京大学 一种双组份瞬干耐温聚氨酯及其制备方法
CN112940593A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 青岛理工大学 针对工程爆破的防破片复合涂层及施工工艺
CN114334249A (zh) * 2022-01-05 2022-04-12 深圳市兴达通电线电缆有限公司 一种耐热阻燃电线电缆材料及其制备方法
CN115612386A (zh) * 2022-10-27 2023-01-17 江苏科迪环保科技有限公司 一种双组份喷涂聚脲涂料制备方法及反应设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302393A (zh) * 2008-06-19 2008-11-12 青岛佳联化工新材料有限公司 应用于矿山的喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法
CN101302394A (zh) * 2008-06-19 2008-11-12 青岛佳联化工新材料有限公司 脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法
CN102786870A (zh) * 2012-08-28 2012-11-21 山东大学 一种聚脲防腐涂层制备方法
WO2012177270A1 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating composition containing branched copolyether polyol polymer
WO2013102836A1 (en) * 2012-01-02 2013-07-11 Signivity S.R.L. Adhesive multilayer film and use thereof for coating surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302393A (zh) * 2008-06-19 2008-11-12 青岛佳联化工新材料有限公司 应用于矿山的喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法
CN101302394A (zh) * 2008-06-19 2008-11-12 青岛佳联化工新材料有限公司 脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法
WO2012177270A1 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating composition containing branched copolyether polyol polymer
WO2013102836A1 (en) * 2012-01-02 2013-07-11 Signivity S.R.L. Adhesive multilayer film and use thereof for coating surfaces
CN102786870A (zh) * 2012-08-28 2012-11-21 山东大学 一种聚脲防腐涂层制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110359594A (zh) * 2019-07-02 2019-10-22 山东三达科技发展有限公司 一种抗爆轰墙体结构及施工方法、测试装置及方法
CN110564276A (zh) * 2019-09-02 2019-12-13 中国科学院长春应用化学研究所 一种双组分聚脲涂料及其应用
CN110511656A (zh) * 2019-09-12 2019-11-29 中国科学院长春应用化学研究所 一种喷涂成型的双组分聚脲表皮及其制备方法
CN111219266A (zh) * 2019-12-30 2020-06-02 西安航科等离子体科技有限公司 一种固体火箭发动机端面药柱包覆结构及其包覆方法
CN112280448A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 中国石油化工集团有限公司 一种用于石化的防腐聚脲涂料及其制备方法
CN112280448B (zh) * 2020-10-28 2021-11-12 中国石油化工集团有限公司 一种用于石化的防腐聚脲涂料及其制备方法
CN112898526A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 南京大学 一种双组份瞬干耐温聚氨酯及其制备方法
CN112940593A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 青岛理工大学 针对工程爆破的防破片复合涂层及施工工艺
CN114334249A (zh) * 2022-01-05 2022-04-12 深圳市兴达通电线电缆有限公司 一种耐热阻燃电线电缆材料及其制备方法
CN115612386A (zh) * 2022-10-27 2023-01-17 江苏科迪环保科技有限公司 一种双组份喷涂聚脲涂料制备方法及反应设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN109852213B (zh) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109852213A (zh) 一种双组分型聚脲涂料及喷涂方法
CN110564276A (zh) 一种双组分聚脲涂料及其应用
CN101595145A (zh) 包含多胺/单(甲基)丙烯酸酯反应产物的聚脲涂料
CN101595149A (zh) 包含胺/(甲基)丙烯酸酯低聚反应产物的聚脲涂料
CN110511656A (zh) 一种喷涂成型的双组分聚脲表皮及其制备方法
JP2925274B2 (ja) 吹付け用脂肪族ポリ尿素エラストマー
CN100595246C (zh) 卡车车厢衬里用喷涂耐磨聚脲弹性体涂层及其施工方法
US5595701A (en) Process for making a polyurea backed product with a polyurethane skin
CN101583592A (zh) 三胺/天冬氨酸酯固化剂和包含其的涂料
US20070208157A1 (en) Polyurea polymers with improved flexibility using secondary polyetheramines
CN101583680A (zh) 用包含(甲基)丙烯酸酯化胺反应产物的聚脲涂布的基材
CN110845685B (zh) 一种修补汽车仪表板聚氨酯泡沫的聚天门冬氨酸酯聚脲基修补材料、其制备方法及修补方法
JPH05186560A (ja) 脂肪族性ポリ尿素エラストマー
JP2010139973A (ja) デザインモデル製造方法、スプレー塗装材用無溶剤型2液急速硬化性ウレタン樹脂液及び盛り付け加工用無溶剤型2液反応硬化性ウレタン樹脂パテ材
KR101998601B1 (ko) 분사 및 롤링 도포용 폴리우레아 수지 도막 방수재
CN103194143A (zh) 一种铁路车辆用聚脲涂料组成、制备和喷涂工艺
CN102010652A (zh) 一种汽车用双组分聚氨酯涂料及其制备方法
CN106604946A (zh) 冰粘合性降低聚合物
CN107793903A (zh) 一种用于修复橡胶地板布的涂料组合物及其应用
CN107142002B (zh) 一种高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层及其制备方法
CN106336793B (zh) 一种无溶剂聚氨酯涂料及其制造方法
EP1707584A1 (en) Novel polyurea isocyanates
CN114149737B (zh) 一种聚氨酯涂料及其用途
CN110396168A (zh) 一种耐黄变纳米结构的防爆材料及其制备方法
CA2082565A1 (en) Polyester particularly suitable for use in coating compositions which are sprayed with compressed fluids as viscosity reducing diluents

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant