CN111892863A - 一种聚脲类防护涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚脲类防护涂料，包括组分A和组分B，组分A与组分B的体积比为0.9~1.2:1，组分A包括聚氧丙烯二胺，二甲硫基甲苯二胺，氨基改性硅油，白炭黑，颜料和消泡剂，组分B包括异氰酸酯预聚物。本发明的聚脲类防护涂料成膜后的抗拉伸强度为18~32 MPa，伸长率为300%~600%，强化了抗冲击能力。

Description

一种聚脲类防护涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及特种涂料领域，尤其涉及一种聚脲类防护涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济社会的快速发展，人们对生命安全的重视越来越高，但同时面临的安全挑战也越来越多。比如在交通运输领域，随着我国车辆保有量的急剧增加，发生碰撞、剐蹭等交通事故的数量也显著增加，而且近年来出现的新能源汽车在发生事故导致电池受到冲击破坏时容易引起火灾甚至爆炸等更严重的事故；在石油化工领域，近年来也发生多起化学品储罐、仓库、管线的爆炸以及泄漏事故，不仅会造成生命财产损失，而且往往会带来严重的环境污染问题。
除此之外，自然灾害对人类生命财产带来的威胁一直存在着。比如地震发生时巨大的能量会对房屋、桥梁、隧道等建筑造成严重破坏，甚至像2011年日本大地震引起福岛核电站发生核泄漏那样造成更为严重的二次破坏，造成严重的生命财产损失。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种高性能的防护涂料喷涂于车体、化工设备、建筑等外表面来强化其抗冲击能力对于保障人们的生命财产安全具有重要意义。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高基地材料的抗冲击能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种聚脲类防护涂料，包括组分A和组分B，组分A与组分B的体积比为0.9~1.2:1，组分A包括聚氧丙烯二胺，二甲硫基甲苯二胺，氨基改性硅油，白炭黑，颜料和消泡剂，组分B包括异氰酸酯预聚物。
优选的，按质量分数计，聚氧丙烯二胺为60%~75%，二甲硫基甲苯二胺为15%~25%，氨基改性硅油为4%~10%，白炭黑为0.5%~2%，颜料3%~6%，消泡剂为0.5%~2%。
优选的，聚氧丙烯二胺的分子量为2000。
优选的，聚脲类防护涂料成膜后的抗拉伸强度为18~32 MPa，伸长率为300%~600%。
本发明还提供了一种聚脲类防护涂料的制备方法，包括步骤：
（1）组分A的制备：
将聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85r/min的转速搅拌5~10 min，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌15~20 min，得组分A；
（2）组分B制备：
将小分子二异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜，在70~90℃下以85 r/min的转速搅拌反应3~5 h，得组分B；
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为0.9~1.2:1经过双组份喷枪，混合喷涂于基底材料表层。
进一步的，按质量分数计，制备组分A时加入的物料含量为：聚氧丙烯二胺60%~75%，二甲硫基甲苯二胺15%~25%，氨基改性硅油4%~10%，白炭黑0.5%~2%，颜料1%~6%，消泡剂0.5%~2%。
进一步的，聚氧丙烯二胺的分子量为2000。
进一步的，步骤（2）中小分子二异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或其组合。
进一步的，步骤（2）中聚醚多元醇的分子量为2000~4000。
进一步的，按质量分数计，制备B组分时加入的物料含量为：二异氰酸酯48%~60%，聚醚多元醇40~52%。
技术效果
与现有技术相比，本发明引入了白炭黑，不仅可以进一步增强涂料成膜后的强度，其多孔结构也有利于吸收外界的冲击能量，更好地起到防护效果，并且白炭黑的加入顺序，对提高基地材料的抗冲击能力也起到了作用；
本发明的聚脲类防护涂料成膜后，其抗拉伸强度和伸长率显著增加，强化了抗冲击能力。
以下将结合附图对本发明的构思及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的聚脲类防护涂料的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
本发明的聚脲类防护涂料，由组分A和组分B组成，其成膜后的抗拉伸强度为18~32MPa，伸长率为300%~600%。
按质量分数计，所述组分A包括：分子量为2000的聚氧丙烯二胺60%~75% ，二甲硫基甲苯二胺15%~25%，氨基改性硅油4%~10%，白炭黑0.5%~2%，颜料1%~6%，消泡剂0.5%~2%；
所述组分B为异氰酸酯预聚物。
如图1所示，本发明的聚脲类防护涂料的制备方法包括步骤：
（1）组分A制备：
按质量分数计，将分子量为2000的聚氧丙烯二胺60%~75%、二甲硫基甲苯二胺15%~25%、氨基改性硅油4%~10%、颜料1%~6%和消泡剂0.5%~2%加入反应釜中以85 r/min的转速搅拌5~10分钟，再加入白炭黑0.5%~2%，以85 r/min的转速搅拌15~20分钟，得组分A。
（2）组分B制备：
按质量分数计，将小分子二异氰酸酯48%~60%和聚醚多元醇40~52%加入反应釜，在70~90℃下以85 r/min的转速搅拌反应3~5小时，得组分B；
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为0.9~1.2:1经过双组份喷枪，混合喷涂于基底材料表层成膜固化后即可起到提高基底材料的抗冲击能力的效果。
以下介绍本发明方法的实施例，实施例中所使用的化工原料均可从商业途径得到。
实施例1
（1）组分A制备：
将分子量为2000的聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85 r/min的转速搅拌5分钟，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌20分钟，得组分A。
按质量分数计，所述制备组分A时加入的物料含量为：分子量为2000的聚氧丙烯二胺60%，二甲硫基甲苯二胺24%，氨基改性硅油8%，白炭黑2%，颜料5%，消泡剂1%。
（2）组分B制备：
将2,4-甲苯二异氰酸酯和分子量为2000的聚醚多元醇加入反应釜，在70℃下以85 r/min的转速搅拌反应3小时，得组分B。
所述制备B组分中，按质量分数计，2,4-甲苯二异氰酸酯50%，聚醚多元醇50%。
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为0.9:1经过双组份喷枪，即可喷涂于基体材料表面。
该实施例所得的聚脲涂料喷涂成膜后对其力学性能进行测试，其抗拉伸强度为20MPa，伸长率为350%。
实施例2
（1）组分A制备：
将分子量为2000的聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85 r/min的转速搅拌7分钟，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌15分钟，得组分A。
按质量分数计，所述制备组分A时加入的物料含量为：分子量为2000的聚氧丙烯二胺65%，二甲硫基甲苯二胺20%，氨基改性硅油7%，白炭黑1.5%，颜料6%，消泡剂0.5%。
（2）组分B制备：
将二苯基甲烷二异氰酸酯和分子量为3000的聚醚多元醇加入反应釜，在80℃下以85r/min的转速搅拌反应4小时，得组分B。
所述制备B组分中，按质量分数计，二异氰酸酯55%，聚醚多元醇45%。
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为1:1经过双组份喷枪，即可喷涂于基体材料表面。
该实施例所得的聚脲涂料喷涂成膜后对其力学性能进行测试，其抗拉伸强度为28MPa，伸长率为450%。
实施例3
（1）组分A制备：
将分子量为2000的聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85 r/min的转速搅拌9分钟，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌17分钟，得组分A。
按质量分数计，所述制备组分A时加入的物料含量为：分子量为2000的聚氧丙烯二胺70%，二甲硫基甲苯二胺18%，氨基改性硅油6%，白炭黑1%，颜料3%，消泡剂2%。
（2）组分B制备：
将二环己基甲烷二异氰酸酯和分子量为4000的聚醚多元醇加入反应釜，在85℃下以85r/min的转速搅拌反应2.5小时，得组分B。
所述制备B组分中，按质量分数计，二环己基甲烷二异氰酸酯55%，聚醚多元醇45%。
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为1.2:1经过双组份喷枪，即可喷涂于基体材料表面。
该实施例所得的聚脲涂料喷涂成膜后对其力学性能进行测试，其抗拉伸强度为23MPa，伸长率为550%。
实施例4
（1）组分A制备：
将分子量为2000的聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85 r/min的转速搅拌10分钟，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌19分钟，得组分A。
按质量分数计，所述制备组分A时加入的物料含量为：分子量为2000的聚氧丙烯二胺75%，二甲硫基甲苯二胺16%，氨基改性硅油4.5%，白炭黑0.5%，颜料2%，消泡剂2%。
（2）组分B制备：
将二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜，在80℃下以85 r/min的转速搅拌反应4.5小时，得组分B。。
所述聚醚多元醇的分子量为3000；
所述制备B组分中，按质量分数计，二苯基甲烷二异氰酸酯30%，二环己基甲烷二异氰酸酯25%，聚醚多元醇45%。
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为1.1:1经过双组份喷枪，即可喷涂于基体材料表面。
该实施例所得的聚脲涂料喷涂成膜后对其力学性能进行测试，其抗拉伸强度为19MPa，伸长率为570%。
尽管通过一些实施方式描述了本发明，但本领域技术人员能够理解，可以对它们进行各种改变，可以用等价物代替本发明的要素，也可以进行需要的改进以使特定的情形或材料适用于本发明的教导，只要不偏离本发明的本质和基本范围。因此，本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种聚脲类防护涂料，其特征在于，包括组分A和组分B，
所述组分A与所述组分B的体积比为0.9~1.2:1，
所述组分A包括聚氧丙烯二胺，二甲硫基甲苯二胺，氨基改性硅油，白炭黑，颜料和消泡剂，
所述组分B包括异氰酸酯预聚物。
2.如权利要求1所述的聚脲类防护涂料，其中，按质量分数计，所述聚氧丙烯二胺为60%~75%，所述二甲硫基甲苯二胺为15%~25%，所述氨基改性硅油为4%~10%，所述白炭黑为0.5%~2%，所述颜料3%~6%，所述消泡剂为0.5%~2%。
3.如权利要求2所述的聚脲类防护涂料，其中，所述聚氧丙烯二胺的分子量为2000。
4.如权利要求1所述的聚脲类防护涂料，其中，所述聚脲类防护涂料成膜后的抗拉伸强度为18~32 MPa，伸长率为300%~600%。
5.一种聚脲类防护涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
（1）组分A的制备：
将聚氧丙烯二胺、二甲硫基甲苯二胺、氨基改性硅油、颜料和消泡剂加入反应釜中以85r/min的转速搅拌5~10 min，再加入白炭黑，以85 r/min的转速搅拌15~20 min，得组分A；
（2）组分B制备：
将小分子二异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜，在70~90℃下以85 r/min的转速搅拌反应3~5 h，得组分B；
（3）将所制得的组分A和组分B按体积比为0.9~1.2:1经过双组份喷枪，混合喷涂于基底材料表层。
6.如权利要求5所述的制备方法，其中，按质量分数计，制备所述组分A时加入的物料含量为：聚氧丙烯二胺60%~75%，二甲硫基甲苯二胺15%~25%，氨基改性硅油4%~10%，白炭黑0.5%~2%，颜料1%~6%，消泡剂0.5%~2%。
7.如权利要求6所述的制备方法，其中，所述聚氧丙烯二胺的分子量为2000。
8.如权利要求5所述的制备方法，其中，步骤（2）中小分子二异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或其组合。
9.如权利要求5所述的制备方法，其中，步骤（2）中聚醚多元醇的分子量为2000~4000。
10.如权利要求5所述的制备方法，其中，按质量分数计，制备所述B组分时加入的物料含量为：二异氰酸酯48%~60%，聚醚多元醇40~52%。
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