CN111187566A - 一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，包含A组分和B组分，A组分中包括氢化苯基甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、以及无溶剂HDI三聚体；B组分中包括树脂、填料、除湿剂、以及助剂。分开制备A组分和B组分从而获取A组分和B组分分开保存的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，使用时只需要按比例将A组分和B组分混合搅拌均匀即可制备所需的涂层。按照本发明所述的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法获取的涂层具有耐磨性好、韧性好、长期使用不易开裂、抗紫外线耐老化性能好、不变黄、可长期在户外使用的优点。

Description

一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯在自流平方面的应用，尤其涉及一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法。
背景技术
环氧自流平是一种底面施工技术，所用的涂料是以环氧树脂、专用固化剂为主的材料，通过添加各种助剂、填料等经配比加工而成。这种工艺根据地面的高低不平而顺势流平，对地面进行自动找平，固话后涂层具有耐水、耐油污、耐化学品腐蚀等特性，因此被广泛应用于现代化工业地坪的涂饰中。然而环氧自流平涂层材料易脆，耐老化性能差，容易出现变色、起鼓、开裂、粉化、脱层等现象，不适合在户外涂装。同时，环氧自流平的施工对环境温度和湿度的要求比较严格，低温成膜性能差，施工工期比较长。
聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。聚氨酯弹性体性能介于塑料盒橡胶之间，具有耐油、耐磨、耐低温、耐老化、硬度高、有弹性等特点，被誉为“第五大塑料”。
因此将聚氨酯应用于自流平方面形成无溶剂聚氨酯自流平是非常值得研究的。
发明内容
本发明的目的提供一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明提供一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，包含A组分和B组分，
A组分中包括氢化苯基甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、以及无溶剂HDI三聚体；
B组分中包括树脂、填料、除湿剂、以及助剂。
在某些实施方案中，无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料中A组分与B组分的重量份数比为1:(1-2)。
在某些实施方案中，所述A组分中各个成分的重量份数分别为：
氢化苯基甲烷二异氰酸酯30-50份；
聚碳酸酯二醇10-30份；
无溶剂HDI三聚体10-20份。
在某些实施方案中，所述B组分中各个成分的重量份数分别为：
树脂40-60份；
填料10-30份；
除湿剂1-5份；
助剂1-3份。
在某些实施方案中，所述B组分中还包括颜料0-5份。
在某些实施方案中，所述树脂中包括多元醇和聚天门冬氨酸酯。
在某些实施方案中，所述多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1：(0.5-4)，优选1:2。
在某些实施方案中，所述多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇。
在某些实施方案中，所述聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括聚醚胺、4,4,-二氨基二环己基甲烷、以及马来酸二乙酯。
在某些实施方案中，所述聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中各个成分的重量份数分别为：
聚醚胺10-30份；
4,4,-二氨基二环己基甲烷10-30份；
马来酸二乙酯30-50份。
无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：
制备A组分，预热氢化苯基甲烷二异氰酸酯，滴加聚碳酸酯二醇，升温保温，加入无溶剂HDI三聚体搅拌，达标后降温密封保存；
制备B组分，将多元醇和聚天门冬氨酸酯树脂加入搅拌釜中，在搅拌下加入助剂、除湿剂、填料，搅拌过滤出料，然后密封保存，即可得到A组分和B组分分开保存的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，
其中聚天门冬氨酸酯树脂的制备过程为：将聚醚胺和4,4,-二氨基二环己基甲烷加入反应釜中，滴加马来酸乙酯，滴加时反应釜内的温度小于等于60℃，滴加完毕后，升温至78-82℃保温11-13h后，得到聚天门冬氨酸酯数值。
本发明所述的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料及其制备方法的优点如下：
1、不使用时A组分与B组分分开保存，这样能够有效的避免A组分与B组分不使用时发生反应出现固化变质的现象，便有有效的保证无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料不使用时的保质期限；
2、使用时只需要按照比例混合即可，使用方便；
3、A组份与B组份按比例混合后获得的涂料即使在低温环境下也能够快速成膜，有效的提高了工程进度；
4、A组份与B组份按比例混合后获得的涂料具有耐磨性好、韧性好、长期使用不易开裂，抗紫外线耐老化性能好，不变黄，可长期在户外使用的优点。
具体实施方式
本发明叙述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料包含A组分和B组分，
A组分中包括
氢化苯基甲烷二异氰酸酯30-50份、
聚碳酸酯二醇10-30份、
无溶剂HDI三聚体10-20份，
B组分中包括
树脂40-60份、
填料10-30份、
除湿剂1-5份、
助剂1-3份，
其中树脂包括多元醇和聚天门冬氨酸酯，多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1：(0.5-4)，优选1:2，多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇，聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括
聚醚胺10-30份、
4,4,-二氨基二环己基甲烷10-30份、
马来酸二乙酯30-50份，
填料包括碳化硅和石英粉，碳化硅与石英粉的重量份数比为1：(1-6)，
除湿剂为4A分子筛，
助剂包括分散剂、流平剂以及消泡剂，分散剂、流平剂以及消泡剂的重量份数比为1:1:1，
聚醚胺采用的是聚醚胺D2000。
根据需求可以在B组分中添加颜料，颜料占B组分的百分比一般控制在0-5％。
无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：
制备A组分，将氢化苯基甲烷二异氰酸酯预热到45℃，滴加聚碳酸酯二醇，滴加完毕后，升温至80℃保温4小时后，加入无溶剂HDI三聚体搅拌30分钟后，检测其NCO含量达到15.5％±0.5％，达标后降温密封保存；
制备B组分，将多元醇和聚天门冬氨酸酯树脂加入搅拌釜中，在搅拌过程中添加消泡剂、4A分子筛、石英粉、碳化硅、颜料，搅拌30分钟后，加入流平剂，搅拌15分钟后，过滤出料，然后密封保存，即可得到A组分和B组分分开保存的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，
其中聚天门冬氨酸酯树脂的制备过程为：将聚醚胺和4,4,-二氨基二环己基甲烷加入反应釜中，加马来酸乙酯，滴加时反应釜内的温度小于等于60℃，滴加完毕后，升温至80℃保温12h后，得到聚天门冬氨酸酯数值。
调整B组分中多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量分数比，考察涂层表干情况，具体情况如下表1所示。
表1
Figure BDA0002390488240000041
Figure BDA0002390488240000051
聚天门冬氨酸酯的组份提高时,涂层表干和实干速度加快，且韧性和耐磨性也提高。但考虑到涂层需要有一定时间流平，表干时间不能太快。综合考虑，取支化聚醚/聚酯多元醇与聚天门冬氨酸酯的比例为1:2为佳。
实施例1
本发明叙述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料包含A组分和B组分，
A组分中包括
氢化苯基甲烷二异氰酸酯50份、
聚碳酸酯二醇30份、
无溶剂HDI三聚体20份，
B组分中包括
树脂60份、
填料30份、
除湿剂5份、
颜料5份、
助剂1份，
其中树脂包括多元醇和聚天门冬氨酸酯，多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1:2，多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇，聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括
聚醚胺28份、
4,4,-二氨基二环己基甲烷27份、
马来酸二乙酯45份。
实施例2
本发明叙述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料包含A组分和B组分，
A组分中包括
氢化苯基甲烷二异氰酸酯30份、
聚碳酸酯二醇10份、
无溶剂HDI三聚体10份，
B组分中包括
树脂40份、
填料10份、
除湿剂1份、
颜料1份、
助剂3份，
其中树脂包括多元醇和聚天门冬氨酸酯，多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1:2，多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇，聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括
聚醚胺10份、
4,4,-二氨基二环己基甲烷10份、
马来酸二乙酯50份。
实施例3
本发明叙述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料包含A组分和B组分，
A组分中包括
氢化苯基甲烷二异氰酸酯40份、
聚碳酸酯二醇20份、
无溶剂HDI三聚体15份，
B组分中包括
树脂50份、
填料15份、
除湿剂4份、
助剂2份，
其中树脂包括多元醇和聚天门冬氨酸酯，多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1:2，多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇，聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括
聚醚胺20份、
4,4,-二氨基二环己基甲烷20份、
马来酸二乙酯30份。
按照实施例1至实施例3中叙述的A组分和B组分，分别按照A组分和B组分重量份数比例为1:2进行配比，搅拌均匀后使用，使用后与常规市场上的双组分环氧自流平涂层进行对比，对比结果如下表2所示。
表2
Figure BDA0002390488240000071
Figure BDA0002390488240000081
根据上述实验结果可知，实施例1至实施例3所叙述的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料制成的涂层相较于环氧自流平材料具有更好的耐磨性、韧性以及耐腐蚀性，长期使用不易开裂，耐老化性能好，不变黄，便于在户外长期使用。
以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，包含A组分和B组分，
A组分中包括氢化苯基甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、以及无溶剂HDI三聚体；
B组分中包括树脂、填料、除湿剂、以及助剂。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料中A组分与B组分的重量份数比为1:(1-2)。
3.根据权利要求1所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述A组分中各个成分的重量份数分别为：
氢化苯基甲烷二异氰酸酯30-50份；
聚碳酸酯二醇10-30份；
无溶剂HDI三聚体10-20份。
4.根据权利要求1所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述B组分中各个成分的重量份数分别为：
树脂40-60份；
填料10-30份；
除湿剂1-5份；
助剂1-3份。
5.根据权利要求1或4所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述树脂中包括多元醇和聚天门冬氨酸酯。
6.根据权利要求5所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述多元醇与聚天门冬氨酸酯的重量份数比为1：(0.5-4)。
7.根据权利要求5所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述多元醇为支化聚醚多元醇或支化聚酯多元醇。
8.根据权利要求5所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中包括聚醚胺、4,4,-二氨基二环己基甲烷、以及马来酸二乙酯。
9.根据权利要求8所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯树脂的制备配方中各个成分的重量份数分别为：
聚醚胺10-30份；
4,4,-二氨基二环己基甲烷10-30份；
马来酸二乙酯30-50份。
10.权利要求1-9中任一项所述的一种无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备A组分，预热氢化苯基甲烷二异氰酸酯，滴加聚碳酸酯二醇，升温保温，加入无溶剂HDI三聚体搅拌，达标后降温密封保存；
制备B组分，将多元醇和聚天门冬氨酸酯树脂加入搅拌釜中，在搅拌下加入助剂、除湿剂、填料，搅拌过滤出料，然后密封保存，即可得到A组分和B组分分开保存的无溶剂自流平聚氨酯耐磨材料，
其中聚天门冬氨酸酯树脂的制备过程为：将聚醚胺和4,4,-二氨基二环己基甲烷加入反应釜中，滴加马来酸乙酯，滴加时反应釜内的温度小于等于60℃，滴加完毕后，升温至78-82℃保温11-13h后，得到聚天门冬氨酸酯数值。
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