CN111205759A - 双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法 - Google Patents

双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组分防腐耐磨高弹性材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：聚氨酯预聚体、二氯甲烷、硅酸盐流变助剂、气相二氧化硅、油酸，所述聚氨酯预聚体为端羟基聚氨酯预聚体，所述B组分包括以下重量份的组分：对甲苯磺酸异氰酸酯。本发明通过先制备A组分，然后在使用时再加入B组分的制备方法，制得一种先进的双组分、高拉伸强度特殊改性的弹性体材料；这种热固性橡胶材料配方设计独特，具有优秀的防腐性、耐磨性、超强的拉伸强度和抗冲击性以及优良的水解稳定性；是由异氰酸酯和胺类反应的聚合体新材料，它的高交联度使其显示出快速固化的特性，可在易产生腐蚀的高潮湿、高盐度的恶劣环境中应用。

Description

双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法
技术领域
本发明属于防腐材料技术领域，尤其涉及一种双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法。
背景技术
目前，常规的防腐材料，原料污染性高，保护周期短，应用效果不太理想，不能对钢材，水泥等需要防腐的基材起到长效的保护作用。导致腐蚀造成设备老化陈旧，固定资产损失严重。尤其在重防腐材料技术领域，国内材料技术还不成熟，部分性能方面还需改进和提升，国家每年需要花费巨额外汇对外进行采购。本材料技术的优势具体体现在以下两点：首先对于防腐而言，在达到相同的防腐效果的前提下，防腐的时效越长越好，所以必须选择具有长效特性设计防腐材料或者高于目前的材料进行替代；其次，需要防腐的工作环境比较恶劣，它需要兼顾耐磨性，高弹性、抗冲击性等技术特点，这样才能满足对整个基材系统的防腐技术要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法，该材料具有优秀的防腐性、耐磨性、超强的拉伸强度和抗冲击性以及优良的水解稳定性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双组分防腐耐磨高弹性材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002401906250000011
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
上述组分中，聚氨酯预聚体，是多异氰酸酯和多元醇控制一定比例反应而得的可反应性半成品。本发明使用的是端羟基聚氨酯预聚体。含有氰酸酯基团(NOC)端基的预聚体被称为改性多异氰酸酯，具有较高的反应特性；采用含活性氢的封闭剂与NCO基团反应，保护预聚体中的游离NCO基团，即制得封闭型聚氨酯预聚体。该种预聚体配制成的涂料施工后解封，重新产生NCO基团，有时根据反应的需要，可添加适当溶剂以调节体系的粘度，添加催化剂以控制预聚反应的速度。催化剂参与交联反应而使体系固化，在基材表面形成长效保护涂层。
二氯甲烷，由于NCO基聚氨酯预聚体的稳定性还受储存容器的密封性、容器器壁性质及容器内气体的影响；有时容器内少量空气的存在会影响预聚体的稳定性。为改善贮存稳定性，减少增粘和凝胶机会，需要添加二氯甲烷作为稀释剂。
二氯甲烷是优良的有机溶剂，二氯甲烷具有溶解能力强和毒性低的优点，大量用于制造涂料溶剂、聚氨酯发泡剂。二氯甲烷是无色、透明、比水重、易挥发的液体，有类似醚的气味和甜味，不燃烧，但与二氯甲烷微溶于水，与绝大多数常用的有机溶剂互溶。
硅酸盐流变助剂，为了保证材料在基材表面的稳定性，需要添加硅酸盐流变助剂，该种助剂能够保证在复杂极性液体中使用的稳定性，在功能特性上，具有以下特点：表面积极小，容易分散性佳，优秀的触变作用，提高涂料稳定性、改善涂料分散性，提高漆膜附着力、增强流变控制，防流挂、抗沉降、助流动。
气相二氧化硅，硅是一种理想的防沉剂，它形成的氢键结构非常均匀稳定，而且是三维网状结构。因此，对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效。特别是对于色浆体系，适当的添加量将大大提高色浆的稳定性，而且能够减少润湿分散剂的量，以提高色浆的适用性并减少色浆对涂料体系的影响。气相二氧化硅的防沉作用对涂料存放非常有利，特别是某些颜料如金属粉和薄片，都极易沉淀及不能完全悬浮，使用气相二氧化硅可保证其分散不沉淀。油酸。气相二氧化硅还可以提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度，同时，气相二氧化硅具有极强的紫外线吸收、红外光反射特性，填加在涂料中能提高涂料的抗老化性能。气相二氧化硅比表面积大，表面能高，非常容易团聚，一般情况下，最好是白炭黑分散成预浆，然后再投入混合。
油酸，是一种单不饱和Omega-9脂肪酸，存在于动植物体内。化学式C18H34O2(或CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7COOH)。将油酸用于溶剂型和无溶剂型体系，增加贮存稳定性和抗流挂性能。
所述B组分包括以下重量份的组分：
对甲苯磺酸异氰酸酯 1～5份。
对甲苯磺酰异氰酸酯，是一种常用的单异氰酸酯，是化工产品中常用的一种脱水剂，简称TI。TI作为溶剂，填充料，颜料等的脱水剂而有效应用于湿固化单组分和传统双组份的聚氨酯漆体系中。此外，TI还可作为稳定剂材料阻止其变质或变色。
本发明采用的另一技术方案是：一种双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、在反应釜中加入聚氨酯预聚体和二氯甲烷，将温度保持在常温状态，室温控制在23～25℃之间，搅拌器以5000转/每分钟充分搅拌10～30分钟后，静止10～30分钟；
S2、再加入硅酸盐流变助剂充分搅拌10～30分钟，然后静止反应10～30分钟；
S3、将气相二氧化硅白炭黑分散成预浆，然后再投入反应釜进行混合，持续搅拌30分钟，静态反应5～10分钟；
S4、将油酸加入反应釜中，搅拌5～15分钟，静态反应15分钟，此时，A组分成分已全部混合，再匀速搅拌30分钟，得到混合物；
S5、将S4得到的混合物充分搅拌均匀后，在不低于室温20℃的环境下进行静态反应10～60分钟，得到组分A；
S6、在真空密闭无尘清洁环境下对A组分进行分装，真空分装优势是保证材料不与空气中的化学分子产生化学反应，延长材料储存周期；
S7、施工使用时将A、B组分按照比例进行混合得到防腐耐磨高弹性材料。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
上述方案中，所述S7中得到的防腐耐磨高弹性材料的使用时间是混合后一小时，A、B组分混合后应静快开展施工，如果超过时间，材料会形成固化。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明双组分防腐耐磨高弹性材料及其制造方法，其通过先制备A组分，然后在使用时再加入B组分的制备方法，制得一种先进的双组分、高拉伸强度特殊改性的弹性体材料；这种热固性橡胶材料配方设计独特，具有优秀的防腐性、耐磨性、超强的拉伸强度和抗冲击性以及优良的水解稳定性；是由异氰酸酯和胺类反应的聚合体新材料，它的高交联度使其显示出快速固化的特性，可在易产生腐蚀的高潮湿、高盐度的恶劣环境中应用；可在基材表面形成一道保护薄膜，保护未经任何处理的基材发生腐蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种双组分防腐耐磨高弹性材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：聚氨酯预聚体5份，二氯甲烷2份，硅酸盐流变助剂0.002份，气相二氧化硅0.05份，油酸0.004份；所述聚氨酯预聚体为端羟基聚氨酯预聚体；所述B组分包括以下重量份的组分：对甲苯磺酸异氰酸酯3份。
一种双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、在反应釜中加入聚氨酯预聚体和二氯甲烷，将温度保持在常温状态，室温控制在25℃之间，搅拌器以5000转/每分钟充分搅拌10分钟后，静止30分钟；
S2、再加入硅酸盐流变助剂充分搅拌20分钟，然后静止反应10分钟；
S3、将气相二氧化硅白炭黑分散成预浆，然后再投入反应釜进行混合，持续搅拌30分钟，静态反应5分钟；
S4、将油酸加入反应釜中，搅拌15分钟，静态反应15分钟，此时，A组分成分已全部混合，再匀速搅拌30分钟，得到混合物；
S5、将S4得到的混合物充分搅拌均匀后，在不低于室温20℃的环境下进行静态反应60分钟，得到组分A；
S6、在真空密闭无尘清洁环境下对A组分进行分装；
S7、施工使用时将A、B组分按照比例进行混合得到防腐耐磨高弹性材料，此防腐耐磨高弹性材料的使用时间是混合后一小时。
实施例2：一种双组分防腐耐磨高弹性材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：聚氨酯预聚体6份，二氯甲烷3份，硅酸盐流变助剂0.003份，气相二氧化硅0.06份，油酸0.002份；所述聚氨酯预聚体为端羟基聚氨酯预聚体；所述B组分包括以下重量份的组分：对甲苯磺酸异氰酸酯2份。
一种双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、在反应釜中加入聚氨酯预聚体和二氯甲烷，将温度保持在常温状态，室温控制在23℃之间，搅拌器以5000转/每分钟充分搅拌30分钟后，静止20分钟；
S2、再加入硅酸盐流变助剂充分搅拌10分钟，然后静止反应30分钟；
S3、将气相二氧化硅白炭黑分散成预浆，然后再投入反应釜进行混合，持续搅拌30分钟，静态反应10分钟；
S4、将油酸加入反应釜中，搅拌5分钟，静态反应15分钟，此时，A组分成分已全部混合，再匀速搅拌30分钟，得到混合物；
S5、将S4得到的混合物充分搅拌均匀后，在不低于室温20℃的环境下进行静态反应10分钟，得到组分A；
S6、在真空密闭无尘清洁环境下对A组分进行分装；
S7、施工使用时将A、B组分按照比例进行混合得到防腐耐磨高弹性材料，此防腐耐磨高弹性材料的使用时间是混合后一小时。
实施例3：一种双组分防腐耐磨高弹性材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：聚氨酯预聚体5.5份，二氯甲烷4份，硅酸盐流变助剂0.005份，气相二氧化硅0.08份，油酸0.001份；所述聚氨酯预聚体为端羟基聚氨酯预聚体；所述B组分包括以下重量份的组分：对甲苯磺酸异氰酸酯5份。
一种双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、在反应釜中加入聚氨酯预聚体和二氯甲烷，将温度保持在常温状态，室温控制在23℃之间，搅拌器以5000转/每分钟充分搅拌15分钟后，静止15分钟；
S2、再加入硅酸盐流变助剂充分搅拌10分钟，然后静止反应20分钟；
S3、将气相二氧化硅白炭黑分散成预浆，然后再投入反应釜进行混合，持续搅拌30分钟，静态反应8分钟；
S4、将油酸加入反应釜中，搅拌10分钟，静态反应15分钟，此时，A组分成分已全部混合，再匀速搅拌30分钟，得到混合物；
S5、将S4得到的混合物充分搅拌均匀后，在不低于室温20℃的环境下进行静态反应30分钟，得到组分A；
S6、在真空密闭无尘清洁环境下对A组分进行分装；
S7、施工使用时将A、B组分按照比例进行混合得到防腐耐磨高弹性材料，此防腐耐磨高弹性材料的使用时间是混合后一小时。
本发明上述内容进一步解释如下：
1、耐磨性：严重磨损时比其它橡胶衬里及涂层有较好的抗磨损能力，超过高碳钢。
2、拉伸强度：本材料超强的拉伸强度产生优良的抗磨损和抗撕裂强度。这种坚韧性结合它的高伸长率特性产生了突出的柔韧性和抗冲击性能，也证实了它在恶劣的服务条件下持久的保护性能。
3、伸长率：本材料的伸长率和拉伸强度的完美平衡，使其可随底材的自然温度从(-62℃到71℃)的范围内变化而伸张或收缩，并且能恢复弹性。
4.低温曲揉性：当零下73℃时，材料在干冰和异丙醇的混合物上试验，可以抵抗多种弯曲，而没有裂缝。
5.附着力：当在喷过底漆的钢表面试验时，材料的附着强度超过5.6KN/M。根据ASTMD903标准的要求试验，材料将达到最大的伸长率而撕裂，而不是出现附着破坏。材料在喷涂过的钢、不锈钢、铝、混凝土、砖石建筑、玻璃钢和木材表面上应用具有完美的附着力。
6.耐碱性：在24℃时，浸泡在10％的氢氧化钾溶液和10％的氢氧化钠溶液中两个月，没有视觉上的变化，仍保留其所有弹性体性能。
7.高厚膜喷涂性：材料可以通过多道喷涂很快达到高厚膜。
8.不粘附性能：干燥的粮食和化学制品不容易粘附在材料喷涂的光滑表面上。提供了完美的不粘附冰、水泥、沙土、煤、矿石、粮食和大多数化学制品的特性。促使物品在涂层上面运动速度可以大大加快，提高生产效率。
9.没有重金属：不含重金属，因此，可用于海运和水产业，不会污染饮用水。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种双组分防腐耐磨高弹性材料，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：
Figure FDA0002401906240000011
所述B组分包括以下重量份的组分：
对甲苯磺酸异氰酸酯 1～5份。
2.根据权利要求1所述的双组分防腐耐磨高弹性材料，其特征在于：所述聚氨酯预聚体为端羟基聚氨酯预聚体。
3.一种权利要求1所述的双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在反应釜中加入聚氨酯预聚体和二氯甲烷，将温度保持在常温状态，室温控制在23～25℃之间，搅拌器以5000转/每分钟充分搅拌10～30分钟后，静止10～30分钟；
S2、再加入硅酸盐流变助剂充分搅拌10～30分钟，然后静止反应10～30分钟；
S3、将气相二氧化硅白炭黑分散成预浆，然后再投入反应釜进行混合，持续搅拌30分钟，静态反应5～10分钟；
S4、将油酸加入反应釜中，搅拌5～15分钟，静态反应15分钟，此时，A组分成分已全部混合，再匀速搅拌30分钟，得到混合物；
S5、将S4得到的混合物充分搅拌均匀后，在不低于室温20℃的环境下进行静态反应10～60分钟，得到组分A；
S6、在真空密闭无尘清洁环境下对A组分进行分装；
S7、施工使用时将A、B组分按照比例进行混合得到防腐耐磨高弹性材料。
4.根据权利要求3所述的双组分防腐耐磨高弹性材料的制造方法，其特征在于：所述S7中得到的防腐耐磨高弹性材料的使用时间是混合后一小时。
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