CN114773828A - 一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114773828A CN114773828A CN202210489290.5A CN202210489290A CN114773828A CN 114773828 A CN114773828 A CN 114773828A CN 202210489290 A CN202210489290 A CN 202210489290A CN 114773828 A CN114773828 A CN 114773828A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- corrosion
- polyurethane elastomer
- cyclic carbonate
- resin
- 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.)
- Pending
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 47
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims abstract description 44
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 125000002924 primary amino group Chemical class [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 8
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 22
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 20
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QVYARBLCAHCSFJ-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diamine Chemical compound CCCC(N)N QVYARBLCAHCSFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- YMHQVDAATAEZLO-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-diamine Chemical compound NC1(N)CCCCC1 YMHQVDAATAEZLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical group CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 6
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 6
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical group [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- DNLGSMHAJWIINT-UHFFFAOYSA-N [dimethyl(propyl)silyl]methanamine Chemical compound CCC[Si](C)(C)CN DNLGSMHAJWIINT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical class C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K3/2279—Oxides; Hydroxides of metals of antimony
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G71/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a ureide or urethane link, otherwise, than from isocyanate radicals in the main chain of the macromolecule
- C08G71/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明使用环氧树脂插入二氧化碳的方式制备了环碳酸酯树脂材料，并在催化剂的催化下接枝了硅烷，引入了高键能的Si‑O‑Si键，接枝硅烷之后，环碳酸酯树脂与多元伯胺反应，最终聚合得到耐腐蚀聚氨酯弹性体材料。本发明制备过程中避免了使用具有剧毒的异氰酸酯材料，制备过程绿色无污染，同时避免了异氰酸酯残留造成的水解问题，并且提升了聚氨酯弹性体的抗腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
聚氨酯树脂是一种具有良好柔韧性、耐磨性能与抗老化性的树脂材料，聚氨酯树脂中含有大量的氨酯键和脲键，而这些键中含有较多可形成氢键的质子供体和受体。氢键的存在提高了树脂的机械性能如耐磨性、附着力等及耐化学品性。但是传统聚氨酯材料中往往由于含有较多残留的异氰酸酯材料，而使其残留有较大的毒性，给人类健康和环境带来危害；并且异氰酸酯性质活泼，会与空气中的水气发生反应，造成聚氨酯材料的防护性能下降。
非异氰酸酯聚氨酯涂料中不含有毒性的-NCO，并且可以消耗大量的温室气体CO2，是一种环境友好型材料，其应用前景非常广阔。公开日为2012年10月10日，公开号为CN102718964A的中国专利中公开了一种非异氰酸酯聚氨酯的制备及在喷涂聚脲中的应用，其通过聚醚二元醇二缩水甘油醚和二氧化碳在催化剂作用下合成聚醚双环碳酸酯，然后通过聚醚双环碳酸酯与二胺反应制备出非异氰酸酯聚氨酯。但是该申请所制备的涂层耐腐蚀性能较差，在使用较长时间时，往往因腐蚀导致涂层力学型性能显著降低，无法满足人们对其更高的需求。
发明内容
为了提高聚氨酯弹性体的耐腐蚀性能，同时降低环境污染，本发明提供一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法。
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体，包括以下重量份的原料：153-194份非异氰酸酯聚氨酯树脂、10-15份三氧化二锑阻燃剂、5-10份白炭黑与20-30份溶剂；
其中，所述非异氰酸酯聚氨酯树脂包括以下重量份的原料：130-150份环氧树脂、1.5-2.5份季铵盐催化剂、100-150份去离子水、20-40份含有氨基的硅烷偶联剂、1.5-2.5份催化剂、60-80份乙二胺、65-80份丁二胺与70-80份环己二胺。
优选的，所述含有氨基的硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲基硅烷。
优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
优选的，所述季铵盐催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
S1：加入环氧树脂与季铵盐催化剂，搅拌混合后，充入高纯CO2气体，维持反应气压，升温，反应得到环碳酸酯树脂；
S2：将环碳酸酯树脂在催化剂作用下与含有氨基的硅烷偶联剂发生接枝反应，然后与乙二胺、丁二胺与环己二胺进行混合，反应得到非异氰酸酯聚氨酯；
S3：向三氧化二锑阻燃剂和白炭黑中加入溶剂，利用超声波震荡分散，然后加入所述非异氰酸酯聚氨酯树脂，拌合均匀后，移入真空除泡机内进行除泡，得到所述耐腐蚀聚氨酯弹性体。
优选的，在进行步骤S3之前，将三氧化二锑阻燃剂与白炭黑进行改性，具体方法为：
将三氧化二锑阻燃剂与白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，利用超声波进行分散，离心干燥即可。
优选的，所述步骤S2具体包括：
S2-1：向环碳酸酯树脂中加入去离子水，搅拌后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，去除过溶的CO2气体与水分；
S2-2：向反应容器内加入真空除泡后的环碳酸酯树脂，并加入催化剂和含有氨基的硅烷偶联剂，通入氮气，在50-60℃下，反应2-3h；
S2-3：加入乙二胺、丁二胺与环己二胺，搅拌混合后，在50-65℃下，反应8-12h后，得到非异氰酸酯聚氨酯。
优选的，步骤S1中所述反应气压为1.5-2.5MPa；升温的温度为100-120℃；反应时间为12-18h。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明使用环氧树脂插入二氧化碳的方式制备了环碳酸酯树脂材料，并在催化剂的催化下接枝了硅烷，引入了高键能的Si-O-Si键，利用其刚性提升聚氨酯材料的耐磨性与抗紫外老化的能力，进一步强化其抗环境腐蚀性能；并且在抗侵蚀能力提高的同时，力学性能也能更好的保持。本发明制备过程中避免了使用具有剧毒的异氰酸酯材料，制备过程绿色无污染，同时避免了异氰酸酯残留造成的水解问题，并且提升了聚氨酯弹性体的抗腐蚀能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
环氧树脂选用E44，购买来自济南林海化工有限公司。
实施例1
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备非异氰酸酯聚氨酯树脂
加入130份环氧树脂与1.5份四丁基溴化铵，搅拌混合后，通入高纯CO2气体，维持反应气压为2.5MPa，油浴升温至100℃，反应18h得到环碳酸酯树脂；向环碳酸酯树脂中加入100份去离子水，以450rpm的速率搅拌混合3min后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，真空除泡4h，去除过溶的CO2气体与水分；向真空除泡后的环碳酸酯树脂中加入40份氨丙基三乙氧基硅烷与1.5份二月桂酸二丁基锡，水浴升温至60℃，通入氮气，反应3h得到接枝的环碳酸酯树脂；向接枝的环碳酸酯树脂中加入60份乙二胺、65份丁二胺与70份环己二胺，搅拌混合，水浴升温至55℃，反应9h得到非异氰酸酯聚氨酯。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
将12份三氧化二锑阻燃剂与10份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入30份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入153份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
实施例2
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备非异氰酸酯聚氨酯树脂
加入140份环氧树脂与2.5份四丁基溴化铵，搅拌混合后，充入高纯CO2气体，维持反应气压为1.5MPa，油浴升温至110℃，反应18h得到环碳酸酯树脂；向环碳酸酯树脂中加入130份去离子水，以450rpm的速率搅拌混合3min后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，真空除泡4h，去除过溶的CO2气体与水分；向真空除泡后的环碳酸酯树脂中加入20份氨丙基三乙氧基硅烷与2份二月桂酸二丁基锡，水浴升温至60℃，通入氮气，反应3h得到接枝的环碳酸酯树脂；向接枝的环碳酸酯树脂中加入67份乙二胺、80份丁二胺与75份环己二胺，搅拌混合，水浴升温至60℃，反应12h得到非异氰酸酯聚氨酯。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
取10份三氧化二锑阻燃剂与5份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入20份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入175份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
实施例3
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备非异氰酸酯聚氨酯树脂
加入150份环氧树脂与2.0份四丁基溴化铵，搅拌混合后，充入高纯CO2气体，维持反应气压为2.0MPa，油浴升温至120℃，反应16h得到环碳酸酯树脂；向环碳酸酯树脂中加入130份去离子水，以450rpm的速率搅拌混合3min后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，真空除泡4h，去除过溶的CO2气体与水分；向真空除泡后的环碳酸酯树脂中加入30份氨丙基三乙氧基硅烷与2.5份二月桂酸二丁基锡，水浴升温至60℃，通入氮气，反应3h得到接枝的环碳酸酯树脂；向接枝的环碳酸酯树脂中加入75份乙二胺、75份丁二胺与80份环己二胺，搅拌混合，水浴升温至65℃，反应11h得到非异氰酸酯聚氨酯。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
取15份三氧化二锑阻燃剂与8份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入25份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入194份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
实施例4
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备非异氰酸酯聚氨酯树脂
加入135份环氧树脂与2.0份四丁基氯化铵，搅拌混合后，充入高纯CO2气体，维持反应气压为2.5MPa，油浴升温至110℃，反应12h得到环碳酸酯树脂；向环碳酸酯树脂中加入150份去离子水，以450rpm的速率搅拌混合3min后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，真空除泡4h，去除过溶的CO2气体与水分；向真空除泡后的环碳酸酯树脂中加入20份3-氨丙基三甲氧基硅烷与2.5份辛酸亚锡，水浴升温至60℃，通入氮气，反应3h得到接枝的环碳酸酯树脂；向接枝的环碳酸酯树脂中加入80份乙二胺、70份丁二胺与75份环己二胺，搅拌混合，水浴升温至50℃，反应8h得到非异氰酸酯聚氨酯。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
取13份三氧化二锑阻燃剂与6份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入29份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入163份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
对比例1
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备非异氰酸酯聚氨酯树脂
加入130份环氧树脂与1.5份四丁基溴化铵，搅拌混合后，充入高纯CO2气体，维持反应气压为2.5MPa，油浴升温至100℃，反应18h得到环碳酸酯树脂；向环碳酸酯树脂中加入100份去离子水，以450rpm的速率搅拌混合3min后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，真空除泡4h，去除过溶的CO2气体与水分；向真空除泡后的环碳酸酯树脂中加入60份乙二胺、65份丁二胺与70份环己二胺，搅拌混合，水浴升温至55℃，反应9h得到非异氰酸酯聚氨酯。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
取12份三氧化二锑阻燃剂与10份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入30份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入153份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
对比例2
与实施例1相比，本对比例未制备非异氰酸酯聚氨酯树脂，而是直接使用环氧树脂；
一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备硅氧烷改性环氧树脂
向130份环氧树脂中加入40份氨丙基三乙氧基硅烷与1.5份二月桂酸二丁基锡，水浴升温至60℃，通入氮气，反应3h得到硅氧烷改性环氧树脂。
步骤二：制备耐腐蚀聚氨酯弹性体
取12份三氧化二锑阻燃剂与10份白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，使用频率为20KHz的超声波分散25min后，离心晾干得到改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑；向改性三氧化二锑阻燃剂与改性白炭黑中，加入30份丙酮溶剂，利用频率为30KHz的超声波震荡分散15min后，加入153份非异氰酸酯聚氨酯树脂，搅拌均匀后，移入真空除泡机内，除泡30min，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。
将实施例1-4与对比例1-2制备的耐腐蚀聚氨酯弹性体成品使用涂布器涂布到不锈钢板上，制备为干膜厚度为100μm的薄膜，固化5天后，进行性能检测：
使用万能拉力机检测薄膜的拉伸强度；将样品分别浸泡于温度为70℃的pH为4.0的盐酸溶液与pH为10的氢氧化钠溶液中72h，检测其拉伸强度；将样品置于户外，阳光暴晒30天后检测其拉伸强度，检测结果见表1：
表1实施例1-4与对比例1-2样品性能检测结果
与对比例1相比，实施例1-4中样品的耐腐蚀性提高，说明在树脂中引入硅烷可以有效改善聚氨酯树脂材料的耐老化抗腐蚀能力，力学性能保持较好；与对比例2相比，实施例1-4中样品的耐腐蚀性能显著提高，说明与单纯的环氧树脂比较，本发明制备的聚氨酯材料在抗腐蚀耐阳光老化性能方面有着更为突出的性能表现。
以上具体实施方式仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种耐腐蚀聚氨酯弹性体，其特征在于：包括以下重量份的原料：153-194份非异氰酸酯聚氨酯树脂、10-15份三氧化二锑阻燃剂、5-10份白炭黑与20-30份溶剂；
其中，所述非异氰酸酯聚氨酯树脂包括以下重量份的原料：130-150份环氧树脂、1.5-2.5份季铵盐催化剂、100-150份去离子水、20-40份含有氨基的硅烷偶联剂、1.5-2.5份催化剂、60-80份乙二胺、65-80份丁二胺与70-80份环己二胺。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体，其特征在于：所述含有氨基的硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体，其特征在于：所述季铵盐催化剂为四丁基溴化铵或四丁基氯化铵。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：加入环氧树脂与季铵盐催化剂，搅拌混合后，通入高纯CO2气体，维持反应气压，升温，反应得到环碳酸酯树脂；
S2：将环碳酸酯树脂在催化剂作用下与含有氨基的硅烷偶联剂发生接枝反应，然后与乙二胺、丁二胺与环己二胺进行混合，反应得到非异氰酸酯聚氨酯；
S3：向三氧化二锑阻燃剂和白炭黑中加入溶剂，利用超声波震荡分散，然后加入所述非异氰酸酯聚氨酯树脂，拌合均匀后，移入真空除泡机内进行除泡，得到所述耐腐蚀聚氨酯弹性体。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：在进行步骤S3之前，将三氧化二锑阻燃剂与白炭黑进行改性，具体方法为：
将三氧化二锑阻燃剂与白炭黑加入反应容器内，浸没在KH-550型硅烷偶联剂中，利用超声波进行分散，离心干燥即可。
7.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：
S2-1：向环碳酸酯树脂中加入去离子水，搅拌后，静置分层，去除水相后，将环碳酸酯树脂移入真空除泡机内，去除过溶的CO2气体与水分；
S2-2：向反应容器内加入真空除泡后的环碳酸酯树脂，并加入催化剂和含有氨基的硅烷偶联剂，通入氮气，在50-60℃下，反应2-3h；
S2-3：加入乙二胺、丁二胺与环己二胺，搅拌混合后，在50-65℃下，反应8-12h后，得到非异氰酸酯聚氨酯。
8.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述反应气压为1.5-2.5MPa；升温的温度为100-120℃；反应时间为12-18h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210489290.5A CN114773828A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210489290.5A CN114773828A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114773828A true CN114773828A (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82434182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210489290.5A Pending CN114773828A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114773828A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115260748A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-01 | 扬州景怡医疗科技有限公司 | 一种透气型高分子固定夹板及其制备方法 |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2935494A (en) * | 1957-08-20 | 1960-05-03 | Union Carbide Corp | Multiple cyclic carbonate polymers from erythritol dicarbonate |
| CN101381443A (zh) * | 2007-07-13 | 2009-03-11 | 拜尔材料科学股份公司 | 包含脲基甲酸酯和硅烷基团的多异氰酸酯 |
| JP2012046631A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 自己架橋型ポリシロキサン変性ポリヒドロキシポリウレタン樹脂およびその製造方法 |
| CN103270071A (zh) * | 2010-08-26 | 2013-08-28 | 大日精化工业株式会社 | 自交联型聚硅氧烷改性多羟基聚氨酯树脂、含有该树脂的树脂材料、该树脂的制造方法、使用该树脂形成的人造革及热塑性聚烯烃表皮材料 |
| CN105219125A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 江南大学 | 一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法 |
| JP2016180049A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 新日鉄住金化学株式会社 | カーボナート樹脂、その製造方法、カーボナート樹脂組成物及びその硬化物 |
| CN107556471A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-09 | 青岛科技大学 | 一种非异氰酸酯有机硅‑聚氨酯嵌段共聚物及其合成方法 |
| CN107841277A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-27 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 一种快固化、高强度单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法 |
| CN108285733A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-17 | 福建隆上超纤有限公司 | 一种用于涂层成膜的聚氨酯的制备方法 |
| CN109762502A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-05-17 | 上海康达化工新材料股份有限公司 | 一种无卤环保阻燃型聚氨酯密封胶及其制备方法 |
| CN110591545A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-20 | 无锡新而奇化工科技有限公司 | 一种高耐候抗腐蚀聚氨酯涂料及其制备方法 |
| CN111662626A (zh) * | 2020-07-04 | 2020-09-15 | 上海暄洋化工材料科技有限公司 | 一种无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料及其制备工艺 |
| CN112062928A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-12-11 | 新昌县华发机械股份有限公司 | 一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体及其制法 |
| CN112125927A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 海南大学 | 一种含有弹性体的硅烷偶联剂及其制备方法 |
| CN112646177A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 常州大学 | 一种高强度双重修复非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法 |
| CN112898576A (zh) * | 2019-12-04 | 2021-06-04 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种硅烷封端的聚氨酯聚碳酸酯聚醚共聚物树脂及其制备方法 |
| CN113336949A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-03 | 岭南师范学院 | 一种氨基有机硅基季戊四醇环碳酸酯及其制备方法和应用 |
| CN113999606A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-02-01 | 科顺防水科技股份有限公司 | 聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN114031767A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-11 | 广东普赛达密封粘胶有限公司 | 一种环状碳酸酯预聚物、硅烷改性非异氰酸酯聚氨酯树脂及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-05-06 CN CN202210489290.5A patent/CN114773828A/zh active Pending
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2935494A (en) * | 1957-08-20 | 1960-05-03 | Union Carbide Corp | Multiple cyclic carbonate polymers from erythritol dicarbonate |
| CN101381443A (zh) * | 2007-07-13 | 2009-03-11 | 拜尔材料科学股份公司 | 包含脲基甲酸酯和硅烷基团的多异氰酸酯 |
| JP2012046631A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 自己架橋型ポリシロキサン変性ポリヒドロキシポリウレタン樹脂およびその製造方法 |
| CN103270071A (zh) * | 2010-08-26 | 2013-08-28 | 大日精化工业株式会社 | 自交联型聚硅氧烷改性多羟基聚氨酯树脂、含有该树脂的树脂材料、该树脂的制造方法、使用该树脂形成的人造革及热塑性聚烯烃表皮材料 |
| JP2016180049A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 新日鉄住金化学株式会社 | カーボナート樹脂、その製造方法、カーボナート樹脂組成物及びその硬化物 |
| CN105219125A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 江南大学 | 一种室温固化非异氰酸酯水性聚氨酯基高分子染料的制备方法 |
| CN107556471A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-09 | 青岛科技大学 | 一种非异氰酸酯有机硅‑聚氨酯嵌段共聚物及其合成方法 |
| CN107841277A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-27 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 一种快固化、高强度单组份硅烷改性聚氨酯密封胶的制备方法 |
| CN108285733A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-17 | 福建隆上超纤有限公司 | 一种用于涂层成膜的聚氨酯的制备方法 |
| CN109762502A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-05-17 | 上海康达化工新材料股份有限公司 | 一种无卤环保阻燃型聚氨酯密封胶及其制备方法 |
| CN110591545A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-20 | 无锡新而奇化工科技有限公司 | 一种高耐候抗腐蚀聚氨酯涂料及其制备方法 |
| CN112898576A (zh) * | 2019-12-04 | 2021-06-04 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种硅烷封端的聚氨酯聚碳酸酯聚醚共聚物树脂及其制备方法 |
| CN111662626A (zh) * | 2020-07-04 | 2020-09-15 | 上海暄洋化工材料科技有限公司 | 一种无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料及其制备工艺 |
| CN112062928A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-12-11 | 新昌县华发机械股份有限公司 | 一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体及其制法 |
| CN112125927A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 海南大学 | 一种含有弹性体的硅烷偶联剂及其制备方法 |
| CN112646177A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 常州大学 | 一种高强度双重修复非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法 |
| CN113336949A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-03 | 岭南师范学院 | 一种氨基有机硅基季戊四醇环碳酸酯及其制备方法和应用 |
| CN114031767A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-11 | 广东普赛达密封粘胶有限公司 | 一种环状碳酸酯预聚物、硅烷改性非异氰酸酯聚氨酯树脂及其制备方法和应用 |
| CN113999606A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-02-01 | 科顺防水科技股份有限公司 | 聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MUKESH KATHALEWAR: "Isocyanate free polyurethanes from new CNSL based bis-cyclic carbonate and its application in coatings", 《EUROPEAN POLYMER JOURNAL》 * |
| 杜颖异: "非异氰酸酯聚氨酯的制备与性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
| 王佩璋: "《高分子材料》", 31 January 2009, 中国轻工业出版社，第328页 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115260748A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-01 | 扬州景怡医疗科技有限公司 | 一种透气型高分子固定夹板及其制备方法 |
| CN115260748B (zh) * | 2022-09-26 | 2023-09-12 | 扬州景怡医疗科技有限公司 | 一种透气型高分子固定夹板及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114479626B (zh) | 一种涂料组合物 | |
| CN112125927B (zh) | 一种含有弹性体的硅烷偶联剂及其制备方法 | |
| CN114773828A (zh) | 一种耐腐蚀聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN105601876A (zh) | 一种阳离子水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN105566606B (zh) | 一种含有硅氧烷基侧链的水性聚氨酯及其制备方法 | |
| CN110862797A (zh) | 一种硅烷封端聚醚密封胶及其制备方法 | |
| CN112341973B (zh) | 一种双组份常温固化环氧树脂弹性体组合物及制备方法 | |
| CN110156987A (zh) | 自修复非异氰酸酯聚氨酯的制备方法 | |
| CN113861816A (zh) | 一种有机硅改性pae聚脲涂料 | |
| CN102464789A (zh) | 一种基于聚脲的防水材料及其制备方法 | |
| CN107698756A (zh) | 一种硅烷改性线型聚脲胶粘剂及其制备和应用 | |
| CN109021900A (zh) | 一种太阳能电池封装用单组份环氧胶黏剂的制备方法 | |
| KR20200145583A (ko) | 고기능우레탄수지제조방법및이를이용한나노복합체와그제조법 | |
| CN114673008A (zh) | 一种高强度户外帐篷面料及其制备方法 | |
| CN114437314B (zh) | 一种聚硫醇固化剂和单组份环氧胶黏剂及其制备方法 | |
| CN112646177A (zh) | 一种高强度双重修复非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法 | |
| CN117106366B (zh) | 一种单组分聚脲涂料及其制备方法和应用 | |
| CN116694294B (zh) | 一种无溶剂的耐黄变聚氨酯复合胶黏剂及其制备方法 | |
| CN116178704A (zh) | 一种新型异氰酸酯基硅烷改性聚醚聚合物的制备方法 | |
| CN113564923B (zh) | 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用 | |
| KR20130042850A (ko) | 친환경 고기능 실리콘변성 우레탄 하이브리드 수지 제조방법 및 이를 이용한 나노복합체와 그 제조방법 | |
| CN113088228A (zh) | 一种太阳能电池封装用单组份有机硅改性环氧胶黏剂的制备方法 | |
| CN107151307A (zh) | 一种有机硅改性聚氨酯密封剂 | |
| CN112940349A (zh) | 一种含有五元环状碳酸酯基团的组合增韧剂、制备方法及其在环氧增韧中的应用 | |
| CN116162441B (zh) | 一种复合改性环氧树脂胶粘剂及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220722 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |