CN110564274A - 一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐磨聚脲涂料，所述聚脲涂料包括A组分和B组分，其中，A组分包括：多异氰酸酯、聚四亚甲基醚二醇，B组分包括：端氨基聚醚、氨基扩链剂、复合耐磨填料、防沉剂；所述复合耐磨填料包括纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球。所述耐磨聚脲涂料的耐磨性能显著优于常用的高分子耐磨涂料。

Description

一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化工涂料领域，具体涉及一种耐磨聚脲涂料。
背景技术
聚脲弹性体是一种新型环保涂料，喷涂聚脲弹性体技术是国外近十年来，继高固体份涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低(无)污染涂装技术之后，为适应环保要求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。喷涂聚脲弹性体技术是将聚脲的优异性能和快速喷涂、现场固化的施工技术等有机的结合在一起，使其在工程应用上显示出无可比拟的优越性。喷涂聚脲弹性体材料与传统涂料相比，具有无溶剂、固化快、对湿度及温度不敏感、施工周期短、耐高温耐老化性能优异等特点。
聚脲的定义是由异氰酸酯封端的预聚物与氨基化合物组分反应生成的高聚物。聚脲材料家族目前有三个分支，分别为芳香族聚脲、常规脂肪族聚脲和聚天门冬氨酸酯聚脲。目前应用芳香族聚脲和聚天门冬氨酸酯聚脲市场占有率最高。
聚天门冬氨酸酯聚脲材料是聚脲工业领域出现的一种具有慢反应特性的、高性能的脂肪族涂层材料，被称为第三代聚脲。聚天门冬氨酸酯聚脲涂料主要应用于汽车、铁路车辆、桥梁管道、钢结构、集装箱等领域，但其存在漆膜硬度不够高、耐磨性差、耐化学性差等缺点。本领域技术人员也针对以上缺点进行了许多技术改进。
专利文献CN201110311641.5公开一种风电叶片用厚浆快干型耐候耐磨涂料及其制备方法，由甲组份、乙组份两种组份构成；其中甲组份组成为：聚天门冬氨酸酯A、聚天门冬氨酸酯B、润湿分散剂、触变剂、吸水剂、偶联剂、颜料、填料、消光剂、紫外线吸收剂、增滑、抗划伤及防沾污剂、流平剂、消泡剂、稀释剂。填料为陶瓷粉、石英粉、云母粉、晶须硅、刚玉粉中的一种或几种任意比例的组合，填料的粒度要求在35μm以下。该涂料耐候性能优异，具有较高的拉伸强度与断裂伸长率，但其组分多，制备成本高，难以推广使用。
专利文献CN201811396948.8公开了一种或防腐耐磨聚脲涂料由A、B两组分组成，A组由DMD-3000、DDL-2000D、聚酯多元醇和TDI组成，B组分由端氨基聚醚和液态胺扩链剂组成。所述防腐耐磨聚脲涂料，具有优良的防腐耐磨性能，在石油，化工，管道，海洋工程等领域的应用十分广泛，但在效果实施例中并没有体现出所述聚脲涂料具有优良的耐磨性能。
专利文献CN201810415159.8公开了一种聚脲涂料，所述聚脲涂料包括A组分、B组分和纳米浆料；所述A组分由包括二异氰酸酯和聚丙二醇的原料制备得到；所述B组分包括聚氧化丙烯二铵、马来酸二乙酯、分散剂、流平剂和消泡剂；所述纳米浆料包括纳米二氧化硅和促进剂。所述聚脲涂料在普通现有技术基础上添加了纳米浆料，但对防腐、耐盐雾能力提升并不显著。
目前喷涂聚脲弹性体主要应用在防水方面，在耐磨防护方面研究较少。虽然喷涂聚脲材料耐磨性能优越，随着人类的发展，对其耐磨性有了更高的要求，如何降低喷涂聚脲材料的摩擦损耗，是当前的研究方向。
专利文献CN201810712419.8公开了一种耐磨水性建筑纳米防水涂料，包括水性硅丙乳液、水性聚氨酯乳液、钛白粉、重质碳酸钙、云母、空心陶瓷微球、羟乙基纤维素、成膜助剂、其他助剂、去离子水。所述空心陶瓷微球是以空心陶瓷微球为核、纳米二氧化硅为壳的球形二氧化硅包覆空心陶瓷微球，提高了涂料的耐磨性能。
专利文献CN201811205987.5公开一种高性能陶瓷复合涂料及其制备方法。所述高性能陶瓷复合涂料包括第一组分及第二组分，所述第一组分包括：有机硅树脂，聚天门冬氨酸酯，铝硅酸钾，陶瓷微球，润湿分散剂，流变助剂，消泡剂，流平剂；所述第二组分为脂肪族聚异氰酸酯。所述陶瓷复合涂料不仅具有高硬度、高耐磨性、高耐热性、高耐候性的优点，而且具有优异的耐化学品性。
虽然现有技术在改善聚脲涂料耐磨性能方面已经做了很多工作，当前利用陶瓷微球提高涂料耐磨性是研究者们的首选，但本发明的发明人发现，想要提高涂料耐磨性还需要与其柔韧性相辅相成，如果涂料本身柔韧性较差，一味的只通过添加耐磨陶瓷微球、耐磨玻璃微球等提高耐磨性，实际上效果提高并不显著。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种聚脲涂料，通过改性陶瓷微球提高涂料涂层的耐磨性能。
本发明的主要目的是提供一种耐磨聚脲涂料，所述聚脲涂料中添加复合耐磨填料，所述复合耐磨填料由纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球组成，耐磨填料旨在提高涂层耐磨性基础上增加涂层柔韧性，使得涂层表现的耐磨效果更突出。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种耐磨聚脲涂料，所述聚脲涂料包括A组分和B组分，其中，A组分制备原料包括：多异氰酸酯、聚四亚甲基醚二醇，B组分制备原料包括：端氨基聚醚、氨基扩链剂、复合耐磨填料、防沉剂；所述复合耐磨填料包括纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球，其中，改性陶瓷微球制备原料包括：陶瓷微球、氨基硅烷偶联剂、超支化树脂、硅溶胶。
优选的，所述聚脲涂料包括以下质量份数的制备原料，A组分：多异氰酸酯50-70份、聚四亚甲基醚二醇30-50份，B组分：端氨基聚醚30-45份、氨基扩链剂20-30份、复合耐磨填料10-25份、防沉剂0-1份。
在本发明中，所述多异氰酸酯选自：多亚甲基多苯基多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或两种以上的组合。优选的，所述多异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯。
聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)是四氢呋喃的聚合物，主链由碳链和醚链组成的二醇类，线性结构，羟基位于主链的两端，由于主链由碳链和醚链组成，不含不饱和键，柔顺性好，力学性能佳，主要用于生产聚氨酯弹性体、聚氨酯弹性纤维和酯醚共聚弹性体。
所述端氨基聚醚为分子量为2000-5000的聚醚胺，本发明的优选实施方式中，所述端氨基聚醚为Jaffamine D-2000或Jaffamine T-5000。
所述氨基扩链剂选自二乙基甲苯二胺(DETDA)、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)中的一种或两种以上的组合。在本发明的优选实施方式中，所述氨基扩链剂为DETDA和4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷。
所述的防沉剂选自气相二氧化硅或有机膨润土。
在本发明中，所述复合耐磨填料制备原料中纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球的质量比为5-20:5-10:1:10-30。
所述改性陶瓷微球包括以下质量份数的原料：陶瓷微球50-70份、氨基硅烷偶联剂6-10份、超支化树脂15-35份、硅溶胶2-6份。
在本发明中，陶瓷微球为3M的G-600，密度为2.3g/cc，平均粒径为10-24μm。
所述陶瓷微球为实心陶瓷微球或空心陶瓷微球，优选的，选自实心陶瓷微球。
所述氨基硅烷偶联剂选自：γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合物。氨基硅烷偶联剂能同时与陶瓷微球表面和有机聚合物中长分子链相互作用，将两种不同性质的材料偶联起来，在本发明中将超支化聚合物连接在陶瓷微球表面，改善涂层的强度、韧性和稳定性。
硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，本发明中硅溶胶的作用是辅助氨基硅烷偶联剂，使聚合物在陶瓷微球表面附着更稳定。
超支化树脂选自：超支化聚酰胺树脂、超支化聚丙烯酸酯或超支化不饱和树脂，在本发明的优选实施方式中，所述超支化树脂选自超支化聚酰胺树脂HyPer HPN202，以芳香族聚酰胺超支化聚合物为骨架的端羟基超支化聚合物。
第二方面，本发明提供一种耐磨聚脲涂料的制备方法，包括：改性陶瓷微球的制备、复合耐磨填料的制备、聚脲涂料A组分的制备、聚脲涂料B组分的制备，其中，改性陶瓷微球制备方法包括：(1)将氨基硅烷偶联剂配制成质量浓度为10-20％的异丙醇溶液；(2)在翻转式混合反应釜内，将陶瓷微球加热到70-90℃，喷洒氨基硅烷偶联剂溶液，翻转混合使溶剂挥发；(3)将熔化的超支化聚合物与硅溶胶混合喷洒在陶瓷微球表面，翻转混合伴随降温，20-30分钟降至室温，得到改性陶瓷微球。
复合耐磨填料的制备方法包括：将纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球按照质量比为5-20:5-10:1:10-30投入搅拌缸中，以500-600转/分钟搅拌45-60分钟，混合均匀即可。
聚脲涂料A组分的制备方法：(1)将聚四亚甲基醚二醇在110-120℃，真空度为-0.08-0.1Mpa下脱水2-3小时，降至室温备用；
(2)将多异氰酸酯投入反应釜中，升温至45-50℃，滴加聚四亚甲基醚二醇，滴加完毕升温至80-90℃，保温2-2.5小时，取样测NCO含量，当NCO含量为15.0-18.0％时降至室温，过滤，充氮气密封保存备用。
聚脲涂料B组分的制备方法：将端氨基聚醚投入搅拌缸中，加入氨基扩链剂后搅拌0.5-1小时，加入复合耐磨填料、防沉剂，以400-500转/分钟搅拌45-60分钟，过滤，包装备用。
本发明所述的耐磨聚脲涂料施用方法包括：刷涂、浸涂、流涂或喷涂，基底材料选自金属、塑料、混凝土或木材；优选的，所述施用方法为喷涂，基材优选为金属。
第三方面，本发明提供一种耐磨聚脲涂料的施用方法，包括如下步骤：
(1)清除底材旧漆膜，对底材进行清洁；
(2)将涂料的A组份和B组份按1:1-4的比例充分搅拌混匀；
(3)放置熟化1-10分钟后进行喷涂。
其中，所述步骤(1)的底材清洁包括除油，除锈，打磨，磷化处理、喷砂处理。
优选的，所述步骤(2)中是将所述A组分和B组分在高压下合并混合，优选的，A组分和B组分在高压喷涂设备中直接进行冲击混合。具体的，A组分和B组分分别在两个分开的腔室中加热，分别加压，并以高速彼此冲击或撞击，以实现两种组分间的紧密混合，再通过喷枪涂布到基材上。
在本发明的优选实施方式中，所述海洋工程防腐聚脲涂料通过固瑞克聚脲喷涂设备HXP-3喷涂，其喷涂设备上设置A组分加热温度为60-65℃，B组分加热温度为60-65℃，喷涂时，A组分及B组分动态压力为1900-2200PSI，静态压力为2400-2500PSI。
第四方面，本发明提供一种耐磨聚脲涂料在煤炭、钢铁、矿山、电力、化工、电子、纺织领域机械传动件，或家居耐磨产品制造中的应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1改性实心陶瓷微球的制备
S1：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份加入异丙醇配制成质量浓度为20％的溶液；
S2：将实心陶瓷微球50份加入到翻转式混合反应釜内，将陶瓷微球加热至80℃，少量多次喷洒步骤S1制备的γ-氨丙基三乙氧基硅烷异丙醇溶液，翻转混合至溶剂挥发；
S3：将20份超支化聚酰胺树脂HyPer HPN202加热熔化，加入2份硅溶胶混合均匀，少量多次喷洒在陶瓷微球表面，翻转混合伴随降温，30分钟降至室温，得到改性陶瓷微球。
实施例2改性空心陶瓷微球的制备
S1：同实施例1；
S2：将空心陶瓷微球50份加入到翻转式混合反应釜内，将陶瓷微球加热至80℃，少量多次喷洒步骤S1制备的γ-氨丙基三乙氧基硅烷异丙醇溶液，翻转混合至溶剂挥发；
S3：同实施例1。
实施例3复合耐磨填料的制备
将纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、实施例1制备的改性实心陶瓷微球50份投入搅拌缸中，以600转/分钟搅拌45分钟，混合均匀，得到复合耐磨填料，纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅、改性陶瓷微球之间质量比为5:5:1:10。
实施例4复合耐磨填料的制备
将纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、实施例2制备的改性空心陶瓷微球50份投入搅拌缸中，以600转/分钟搅拌45分钟，混合均匀，得到复合耐磨填料。
实施例5耐磨聚脲涂料的制备
A组分的制备：将分子量1000的聚四亚甲基醚二醇44份在120℃，真空度为-0.08Mpa下脱水2小时，降至室温备用；将多异氰酸酯MDI56份投入反应釜中，升温至45℃，缓慢滴加聚四亚甲基醚二醇，1小时滴加完毕升温至80℃，保温2小时，取样测NCO含量为15.0％时降至室温，过滤，充氮气密封保存备用；
B组分的制备方法：将50份端氨基聚醚D2000投入搅拌缸中，加入二乙基甲苯二胺20份、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷10份后搅拌0.5小时，加入实施例4制备的复合耐磨填料19.5份、有机膨润土0.5份，以400转/分钟搅拌60分钟，过滤，包装备用。
实施例6耐磨聚脲涂料的制备
A组分的制备：同实施例5；
B组分的制备方法：将50份端氨基聚醚D2000投入搅拌缸中，加入二乙基甲苯二胺20份、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷10份后搅拌0.5小时，加入实施例3制备的复合耐磨填料19.5份、有机膨润土0.5份，以400转/分钟搅拌60分钟，过滤，包装备用。
对比实施例1无复合耐磨填料的聚脲涂料的制备
A组分的制备：同实施例5；
B组分的制备方法：将50份端氨基聚醚D2000投入搅拌缸中，加入二乙基甲苯二胺20份、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷10份后搅拌0.5小时，加入有机膨润土0.5份，以400转/分钟搅拌60分钟，过滤，包装备用。
对比实施例2二氧化硅改性陶瓷微球耐磨聚脲涂料的制备
根据专利文献CN201810712419.8公开的方法制备以实心陶瓷微球为核、纳米二氧化硅为壳的球形二氧化硅改性陶瓷微球。
复合耐磨填料的制备：将纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、二氧化硅改性的实心陶瓷微球50份投入搅拌缸中，以600转/分钟搅拌45分钟，混合均匀；
A组分的制备：同实施例5；
B组分的制备方法：同实施例5。
对比实施例3无改性陶瓷微球耐磨聚脲涂料的制备
复合耐磨填料的制备：将纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、表面无改性的实心陶瓷微球50份投入搅拌缸中，以600转/分钟搅拌45分钟，混合均匀；
A组分的制备：同实施例5；
B组分的制备方法：同实施例5。
对比实施例4玻璃微球耐磨聚脲涂料的制备
复合耐磨填料的制备：将纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、表面无改性的玻璃微球50份投入搅拌缸中，以600转/分钟搅拌45分钟，混合均匀；
A组分的制备：同实施例5；
B组分的制备方法：同实施例5。
效果实施例1复合耐磨填料在耐磨聚脲涂料中的作用
以实施例5、实施例6制备的聚脲涂料作为试验组，对比实施例1制备的聚脲涂料作为对照组。在温度为25℃，空气相对湿度为55％的条件下，使用120×50×0.28mm马口铁板作为基材，试验前对基材进行除油打磨。采用固瑞克聚脲喷涂设备HPX-3进行喷涂，A组分和B组分按照1:3混合，按0.25kg/㎡的用量喷涂，保持涂层厚度相对均一，涂层快速固化，通过7天养护后进行性能检测，结果如下表所示：
表1耐磨聚脲涂料基本性能测试
实施例5制备的聚脲涂料中改性陶瓷微球是空心微球，实施例6中的改性陶瓷微球是实心微球，对比实施例1中聚脲涂料不含复合耐磨填料。由表中数据可以看出，陶瓷微球选择实心或空心，对涂层硬度、附着力、耐热性、耐人工气候老化性影响不大，空心微球组耐磨性为7.2mg，实心微球组耐磨性为5.0mg，虽然差异不大，但是检测结果表明选择实心陶瓷微球耐磨性效果更好。对比实施例1涂层硬度偏低，耐热性检测出现开裂现象，耐磨性差，为22.7mg，由此说明复合耐磨填料确实有增加涂层耐磨性的作用。
另外，复合耐磨填料的添加对于聚脲涂料涂层的扯断强度及断裂伸长率有明显的影响，添加复合耐磨填料的聚脲涂层扯断强度为26-27MPa，而对照组扯断强度只有18Mpa，断裂伸长率也相应的从90％左右降至55％。这说明添加了复合耐磨填料还能增加聚脲涂料的柔韧性。复合耐磨填料由纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球组成，分析原因，涂料韧性的增加可能是因为改性陶瓷微球表面修饰了超支化树脂产生的有益效果。
效果实施例2复合耐磨填料组分配比优化
实验目的：通过改变各组分添加量，制备不同的复合耐磨填料，进而制备不同的聚脲涂料，通过检测涂层耐磨强度优化复合耐磨填料中各组分配比。
试验方法：复合耐磨填料的制备方法如实施例3所示，改性微球均为实施例1制备的改性实心陶瓷微球，共制备4组复合耐磨填料，分别是A组：纳米三氧化铝25份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、改性陶瓷微球50份；
B组：纳米三氧化铝50份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、改性陶瓷微球100份；
C组：纳米三氧化铝50份、聚四氟乙烯粉25份、碳化硅5份、改性陶瓷微球150份；
D组：纳米三氧化铝100份、聚四氟乙烯粉50份、碳化硅5份、改性陶瓷微球150份；聚脲涂料的制备方法同实施例6所示，制备的涂料分别是A、B、C、D聚脲涂料。
在温度为25℃，空气相对湿度为55％的条件下，使用120×50×0.28mm马口铁板作为基材，试验前对基材进行除油打磨。采用固瑞克聚脲喷涂设备HPX-3进行喷涂，固化后通过7天养护进行性能检测。通过涂料耐磨性和韧性指标优化配比，结果如下表所示：
表2聚脲涂料耐磨性对比
由上表检测数据可以看出，当复合耐磨填料中纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球添加量不同时，最终聚脲涂料表现出的耐磨性不同，当涂层耐磨性小于等于5.0mg时，所述涂料的耐磨性已经在耐磨涂料领域处于优势水平。因此，在本发明中，纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球质量比优选为5-10:5:1:10-30，更优选的，各组分质量比为10:5:1:20-30，最优选的质量比为10:5:1:30。由此可以看出改性陶瓷微球对改善涂料耐磨性至关重要。通过涂料的扯断强度及断裂伸长率数据可以看出，当体系中改性陶瓷微球含量占比越高时，韧性参数越好，由此可以证明，改性陶瓷微球对涂料韧性强度影响较大。
效果实施例3改性陶瓷微球对于改善涂料耐磨性影响
试验目的：检测改性陶瓷微球对涂层耐磨性能的影响。
试验方法：以实施例6、对比实施例2-4制备的涂料为试验组，在温度为25℃，空气相对湿度为55％的条件下，使用120×50×0.28mm马口铁板作为基材，试验前对基材进行除油打磨。采用固瑞克聚脲喷涂设备HPX-3进行喷涂，固化后通过7天养护进行性能检测，结果如下表所示：
表3聚脲涂料耐磨性对比
实施例6 对比实施例2 对比实施例3 对比实施例4
耐磨性(700g,500r) 5.0mg 9.0mg 12.1mg 13.7mg
扯断强度 27.1MPa 18.7MPa 18.0MPa 17.2MPa
断裂伸长率 93％ 55％ 50％ 55％
与实施例6制备的聚脲涂料相比，对比实施例2中的陶瓷微球为表面二氧化硅改性的陶瓷微球，对比实施例3是表面没有经过改性的普通陶瓷微球，对比实施例4是普通玻璃微球。通常情况下，本领域技术人员通过在涂料制备原料中添加陶瓷微球和玻璃微球改善涂料的耐磨性，但通过上表数据可以看出，添加超支化树脂改性陶瓷微球的涂料耐磨性最好，其次是添加二氧化硅改性陶瓷微球的涂料，表面无任何改性的陶瓷微球和玻璃微球耐磨性最差。分析原因，在本发明中，氨基硅烷偶联剂和硅溶胶共同作用，将超支化树脂与陶瓷微球偶联，与表面修饰二氧化硅的陶瓷微球和表面无改性的普通陶瓷微球相比，改性后的陶瓷微球由于表面稳定修饰超支化聚合物使涂料韧性更强，整体改善了涂膜的耐磨性。因此，在改善涂料体系耐磨性的同时增加其韧性，最终耐磨性效果更好。
效果实施例4聚脲涂料耐磨性优势
试验目的：本发明制备的耐磨聚脲涂料与常用高分子耐磨涂料耐磨性对比。
试验组：涂料名称分别是：本发明制备的耐磨聚脲涂料、环氧-聚酰胺、环氧-酚醛、开环环氧聚氨酯、环氧改性有机硅、天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶。
试验方法：在温度为25℃，空气相对湿度为55％的条件下，使用120×50×0.28mm马口铁板作为基材，试验前对基材进行除油打磨。采用固瑞克聚脲喷涂设备HPX-3进行喷涂，固化后通过7天养护进行性能检测，结果如下表所示：
表4涂料耐磨性对比
从上表对比数据可以看出，本发明制备的耐磨聚脲涂料与目前常用的高分子耐磨涂料相比耐磨优势显著。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种耐磨聚脲涂料，所述聚脲涂料包括A组分和B组分，其中，A组分制备原料包括：多异氰酸酯、聚四亚甲基醚二醇，B制备原料组分包括：端氨基聚醚、氨基扩链剂、复合耐磨填料、防沉剂；所述复合耐磨填料包括纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球，其中，改性陶瓷微球制备原料包括：陶瓷微球、氨基硅烷偶联剂、超支化树脂、硅溶胶；其特征在于，所述的耐磨聚脲涂料通过如下方法步骤制备得到：
所述聚脲涂料A组分的制备方法如下：
(1)将聚四亚甲基醚二醇在110-120℃，真空度为-0.08至-0.1Mpa下脱水2-3小时，降至室温备用；
(2)将多异氰酸酯投入反应釜中，升温至45-50℃，滴加聚四亚甲基醚二醇，滴加完毕升温至80-90℃，保温2-2.5小时，取样测NCO含量，当NCO含量为15.0-18.0％时降至室温，过滤，充氮气密封保存备用；
所述聚脲涂料B组分的制备方法如下：将端氨基聚醚投入搅拌缸中，加入氨基扩链剂后搅拌0.5-1小时，加入复合耐磨填料、防沉剂，以400-500转/分钟搅拌45-60分钟，过滤，包装备用。
2.根据权利要求1所述的耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述聚脲涂料包括以下质量份数的制备原料，A组分：多异氰酸酯50-70份、聚四亚甲基醚二醇30-50份，B组分：端氨基聚醚30-45份、氨基扩链剂20-30份、复合耐磨填料10-25份、防沉剂0-1份。
3.根据权利要求1所述的耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述复合耐磨填料制备原料中纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球的质量比为5-20:5-10:1:10-30。
4.根据权利要求1所述的耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述改性陶瓷微球包括以下质量份数的原料：陶瓷微球50-70份、氨基硅烷偶联剂6-10份、超支化树脂15-35份、硅溶胶2-6份。
5.根据权利要求4所述的耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述陶瓷微球为实心陶瓷微球或空心陶瓷微球；
所述氨基硅烷偶联剂选自：γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合物；
超支化树脂选自：超支化聚酰胺树脂、超支化聚丙烯酸酯或超支化不饱和树脂。
6.一种权利要求1所述的耐磨聚脲涂料的制备方法，包括：改性陶瓷微球的制备、复合耐磨填料的制备、聚脲涂料A组分的制备、聚脲涂料B组分的制备，其中，改性陶瓷微球制备方法包括：(1)将氨基硅烷偶联剂配制成质量浓度为10-20％的异丙醇溶液；(2)在翻转式混合反应釜内，将陶瓷微球加热到70-90℃，喷洒氨基硅烷偶联剂溶液，翻转混合使溶剂挥发；(3)将熔化的超支化聚合物与硅溶胶混合喷洒在陶瓷微球表面，翻转混合伴随降温，20-30分钟降至室温，得到改性陶瓷微球。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，复合耐磨填料的制备方法为：将纳米三氧化铝、聚四氟乙烯粉、碳化硅和改性陶瓷微球按照质量比为5-20:5-10:1:10-30投入搅拌缸中，以500-600转/分钟搅拌45-60分钟，混合均匀即可。
8.一种权利要求1所述的耐磨聚脲涂料的施用方法，包括：刷涂、浸涂、流涂或喷涂，基底材料选自金属、塑料、混凝土或木材。
9.根据权利要求8所述的施用方法，其特征在于，耐磨聚脲涂料的喷涂方法，包括如下步骤：
(1)清除底材旧漆膜，对底材进行清洁；
(2)将涂料的A组份和B组份按1:1-4的比例充分搅拌混匀；
(3)放置熟化1-10分钟后进行喷涂；
其中，所述步骤(1)的底材清洁包括除油，除锈，打磨，磷化处理、喷砂处理。
10.一种权利要求1-5任一所述的耐磨聚脲涂料在煤炭、钢铁、矿山、电力、化工、电子、纺织领域机械传动件，或家居耐磨产品制造中的应用。
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