CN115433508B - 一种单组分高强度弹性涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强度单组分弹性涂料及其制备方法和应用，涉及涂料技术领域。本发明采用分子量为500～6000g/mol的两官能度端羟基长链物质、分子量＜500g/mol(端羟基、端巯基、端羟基巯基)和/或<900g/mol(仲胺基)的两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体聚合反应得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体；该预聚体单位质量的氢键给体含量>1.2mol/kg，芳香族二异氰酸酯单体与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总量的摩尔比为1.15～1.95：1；该预聚体与潜伏性固化剂组成的涂料遇到空气中水固化后的涂膜具有高强度、高柔性、室外使用具有高耐候性和高耐久性。

Description

一种单组分高强度弹性涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种单组分高强度弹性耐候涂料及其制备方法和应用。

背景技术

芳香族类多异氰酸酯聚合物是聚氨酯涂料、聚氨酯脲涂料和聚脲涂料等涂料的主链成膜物质。例如中国专利CN102807812A、CN104877542A和CN105315878A的聚氨酯防水涂料均是以芳香族类多异氰酸酯作为成膜物质，上述涂料能够解决涂层起泡问题、阻根问题或单组分无溶剂问题。然而，由于上述涂料均采用低内聚能主链类的芳香族多异氰酯，其拉伸强度比较低。

中国专利CN110387187A公开了一种单组分的聚氨酯防水涂料，包括至少一种由多元醇组分和甲苯二异氰酸酯(TDI)形成的聚氨酯预聚物，和至少一种醛亚胺型潜固化剂，其中，多元醇组分包含50～90wt％的三元醇和10～50wt％的二元醇，该涂料可以解决厚涂不起泡以及通用建筑屋面可暴露防水维修市场问题，然而其聚氨酯预聚物中的三官能团芳香族二异氰酸酯经固化后交联度过高，导致涂料的撕裂强度低；其采用内聚能比较低的聚醚作为弹性体的主链，这类聚醚提供了聚氨酯类材料的柔性，但是由于该主链链段内聚能低、强度不够；其采用的聚醚具有极强的亲水性，在长期雨水作用和浸泡水的条件下，具有柔性段的氧化乙烯醚和/或氧化丙烯醚高分子链段在浸泡水条件下会发生溶胀，造成弹性体劣质化，影响浸泡水和长时间雨水、高温条件下的耐久性；并且，上述聚醚本身内聚能非常低的原因导致弹性体主链并不具有高强度的本质特性，难以抵抗大风、人员踩踏、车辆碾压、建筑物应力集中、沉降、空中异物撞击、雨水冲刷、冰雹、雪霜冰冻等机械力的破坏。

中国专利CN111349380A公开了一种芳香族单组分聚脲涂料，包括聚碳酸酯二元醇、二聚酸聚酯二元醇和端羟基液体橡胶与MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和TDI中的一种或两种制成预聚体与“亚胺类”固化剂物质。然而，上述涂料单独采用了单体MDI，以及长链MDI封端的预聚体，其与所述的“亚胺”固化剂的稳定性较差，，MDI预聚体的端NCO固化后也不具有耐候性，所述亚胺物质没有明确披露其化学成分。

中国专利CN109401581A公开了一种单组分芳香族聚脲涂料，包括芳香族异氰酸酯单体(TDI、MDI、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯TMXDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI、二异氰酸萘酯NDI)、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氢呋喃多元醚、丁二醇、戊二醇、酮亚胺、有机锡催化剂和溶剂油，此外，还包括了低分子二元或三元醇(包括三羟甲基丙烷)。然而，酮亚胺固化剂在该体系中的稳定性差，导致涂料的储存稳定性差，其采用普通的聚醚多元醇造成涂料抗氧化性差，且芳香族异氰酸酯单体PAPI、MDI、NDI单独使用合成的预聚体的端NCO与潜伏性固化剂之间不具有较好的稳定性，且其耐候性差，其涂料室外的使用受到限制。

中国专利CN111454650A公开了一种单组分聚脲涂料，采用液化MDI、低内聚能聚醚(三官能团，如330N聚醚、551C聚醚)、聚酯多元醇、胺类扩链剂构成的异氰酸酯预聚体，以及潜固化剂噁唑烷制成单组分聚脲涂料。然而，其采用普通低内聚能聚醚作为主链，耐氧化性不够高，其耐候性受到限制，芳族三官能预聚体与噁唑烷稳定性较差。

中国专利CN106497371A公开了一种单组分聚脲涂料，采用胺类扩链剂(如二亚乙基三胺、咔唑二胺、二乙酰己二胺)，以环己酮与氨基聚醚封端反应，再与多异氰酸酯预聚体混合制成单组分聚脲，该涂料具有防腐蚀性能。然而，上述涂料难以适用于长期的耐候性和抗氧化性，且氨基聚醚链段中的氧化丙烯醚不具有好的耐水性和耐氧化性，涂料的强度较低。

中国专利CN102101967A公开了一种单组分聚脲型聚氨酯涂料，氨基聚醚实施化学封闭以及异氰酸酯预聚体实施封闭，这种双封闭的材料混合得到单组分聚脲型聚氨酯涂料。然而，主链为低内聚能的简易氧化丙烯醚，上述涂料的强度较低。

中国专利CN110527066A公开了一种环保型高脲键快速固化单组分聚脲材料，采用氨基聚醚作为主要材料，然而，其氧化丙烯醚链段作为主链耐氧化性差、亲水性强，导致该涂料的耐候性较差，并且所述封闭异氰酸酯预聚物工业化制造和储存、使用，实际上在所述无溶剂条件下难以实现。

中国专利CN106590376A公开了一种抗流挂单组份聚脲涂料，用来解决涂料的流变性能的问题。然而，依据其采用聚氧化丙烯醚作为主链，其耐水、抗氧化、强度有根本缺陷，以及高支化脲基类触变剂，其单位质量的脲基数量太多，为固体类材料，混合过程和实际粘度难以满足加工的要求。

为了达到在室外自然条件下超长(至少10年以上)的耐久性以及长期浸泡水的耐久性，户外用涂料需要满足以下要求：(1)高强度，要求涂膜普通民用工程的最低拉伸强度在10MPa以上，水工工程要求防渗型大于15MPa，耐冲磨要求大于20MPa；进一步的重荷载的桥梁、停车场，需要25MPa以上的拉伸强度；室外高强度涂膜对于大风、雨水、冰雹、冻融冰坨冲击、海水冲击、沟渠塘池库坝中高速流水冲击、基层震动、人员踩踏和车辆碾压和重型车辆碾压、深水压力等其他机械力的破坏，有较好的抵抗作用；(2)高耐候性，能够同时抵抗水分、氧化、光老化、温差的共同作用，户外自然条件下实际暴晒使用至少10年以上。然而，目前的涂料难以满足上述高强度和高耐候性要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单组分高强度弹性耐候涂料及其制备方法和应用，本发明提供的单组分高强度弹性耐候涂料具有高强度和高耐候性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种单组分高强度耐候弹性涂料，制备原料包括线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂；

所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体由两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体聚合得到；所述芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为(1.15～1.95)：1；

所述两官能度活性氢短链物质包括两官能度端羟基短链物质、两官能度端巯基短链物质、两官能度端羟基巯基短链物质和两官能度仲胺基短链物质中的一种或几种；

所述两官能度端羟基短链物质、两官能度端巯基短链物质和两官能度端羟基巯基短链物质的分子量独立地<500g/mol，所述两官能度仲胺基短链物质的分子量<900g/mol；

所述两官能度端羟基长链物质的分子量为500～6000g/mol；

所述芳香族二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或甲苯二异氰酸酯；所述混合物中甲苯二异氰酸酯的摩尔分数>50％；

所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的氢键给体的含量>1.2mol/kg；所述氢键给体的含量为两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质中羟基、巯基和仲氨基的总数量与预聚体质量的比值；

所述两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为(0～6)：1；

所述潜伏性固化剂为双环噁唑烷和多醛亚胺中的一种或几种。

优选地，所述两官能度端羟基长链物质为两官能度端羟基高内聚能物质，包括端羟基聚四氢呋喃醚、端羟基聚甲基四氢呋喃醚、端羟基液化聚四氢呋喃醚、端羟基聚己内酯、端羟基二聚酸酯聚合物、端羟基聚碳酸酯、端羟基聚己二酸酯、端羟基聚丁二酸己二酸混合酯、端羟基戊二酸酯、端羟基己二酸戊二酸酯、端羟基戊二酸丁二酸酯、端羟基聚苯二甲酸酯和聚合物聚醚二元醇中的一种或几种；

所述两官能度活性氢短链物质中除羟基、巯基和仲胺基外的残基为碳氢链段、含杂原子的碳氢链段、含有苯环基团的碳氢链段或既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段，所述含杂原子的碳氢链段和既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段中的杂原子独立地包括氧、氮和硫中的一种或几种；

所述两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为(0～6)：1。

优选地，所述双环噁唑烷为分子中含有两个可以水解的噁唑烷五元环基团的物质；

所述多醛亚胺为分子中含有两个和/或三个醛亚氨基团的物质。

优选地，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括脂族多异氰酸酯；

所述脂族多异氰酸酯与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比为(0～0.5)：1；

所述脂族多异氰酸酯包括脂族二异氰酸酯的单体、低聚体、预聚体和加合物中的一种或几种；

所述脂族二异氰酸酯的单体包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

所述脂族多异氰酸酯的低聚体包括六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的二聚体、三聚体和四聚体中的一种或几种，所述脂族多异氰酸酯的低聚体的官能度为2.5～3.5；

所述脂族多异氰酸酯的预聚体由多元活性氢化合物与脂族二异氰酸酯的单体反应得到；所述多元活性氢化合物中的活性氢基团包括羟基、巯基和仲氨基中的一种或几种；所述多元活性氢化合物包括多元醇、多元硫醇和多元仲胺中的一种或几种；所述多元活性氢化合物的分子量≤5000g/mol，所述脂族多异氰酸酯的预聚体为两官能度和/或三官能度的脂族多异氰酸酯的预聚体；

所述脂族多异氰酸酯的加合物由脂族多异氰酸酯的低聚体与单官能度活性氢化合物加成反应得到，所述单官能度活性氢基团化合物中的活性氢基团包括羟基、巯基或仲胺基，所述脂族多异氰酸酯的低聚体优选包括六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的二聚体、三聚体、四聚体，以及它们的混合物。

优选地，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括脲基加合物；

所述脲基加合物与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比为(0～0.5)：1；

所述脲基加合物由线性二元胺扩链剂与两官能度异氰酸酯单体加成反应得到的端基为二异氰酸酯的线性加成物；

所述脲基加合物中还含有降粘剂，所述降粘剂的质量为脲基加合物和降粘剂总质量的30～90％。

优选地，所述潜伏性固化剂的质量为总成膜物质量的2～45％，所述总成膜物包括含异氰酸酯基团的制备原料和潜伏性固化剂。

优选地，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括辅助材料；所述辅助材料包括填料、颜料、稳定剂、触变剂、偶联剂、催化剂、消泡剂、流平剂、抗氧剂、抗紫外剂、抗水生物助剂中的一种或几种；

所述填料包括无机填料和/或有机填料；所述无机填料粉包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰粉、石英粉、瓷粉、陶粉、玻璃粉、石榴石粉、立德粉和氧化铝中的一种或几种；所述有机填料包括聚氯乙烯和/或氯化聚乙烯；

所述颜料包括钛白粉、锌白粉、钡白粉、炭黑、酞青类颜料、铁红、铁黄、铁黑、铬黄和有机颜料中的一种或几种；

所述触变剂包括白炭黑、炭黑、酰胺类触变剂和脲基类触变剂中的一种或几种；

所述稳定剂包括对甲苯磺酰异氰酸酯和/或酰氯类稳定剂。

本发明提供了上述技术方案所述的单组分高强度耐候弹性涂料的制备方法，包括以下步骤：

将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体；

将所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。

优选地，所述的单组分高强度耐候弹性涂料的制备方法，包括以下步骤：

将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质、香族二异氰酸酯单体和降粘剂混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂；

将脂族多异氰酸酯、脲基加合物和辅助材料中的一种或几种与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂混合，得到涂料前驱体；

将所述涂料前驱体与潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。

本发明提供了上述技术方案所述的单组分高强度耐候弹性涂料或上述技术方案所述制备方法得到的单组分高强度耐候弹性涂料在防水、防护、防腐、地坪、涂装或密封粘结中的应用；

所述应用的行业包括水利水电、建筑、市政、电力、新能源、机械、化工、交通、交通工具、采矿、采油、采气、电子、海洋工程、桥梁工程或地下工程。

本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料，具有高强度和高耐候性。如实施例测试结果所示，本发明提供的单组分高强度弹性耐候涂料的拉伸强度至少在10MPa以上，进一步的在15MPa以上，更进一步在20MPa以上，更高的在25MPa以上，断裂伸长在200％以上，户外暴露使用寿命至少10年以上，不开裂不起皮、没有明显的根本色相的改变。

本发明摒弃了传统的低内聚能主链如聚氧化乙烯醚、氧化丙烯醚等简易聚醚，而是采用特种高内聚能链段(如高内聚能的高级聚醚如聚四氢呋喃醚、聚合物聚醚、高级聚酯)作为主链，主链的内聚能高，其最终聚合物材料的强度大大提高，以上述主链的两官能端羟基的长链物质作为主要异氰酸酯预聚体的合成原料。在上述高内聚能主链基础上，为了进一步提高分子之间作用力，采用扩链剂，提高预聚体单位质量的氢键数量，引入相当数量的短链两官能活性氢物质，如短链端羟基、端巯基、端仲氨基，以及采用芳香族二异氰酸酯单体，其预聚体单位质量氢键给体数量大大提高，其体系强度更加进一步的得以大幅提升。

进一步的，当以TDI为主的芳香族单体(用T标示)与上述端两官能端羟基长链物质(用L表示)和两官能活性氢短链物质(用S表示)的总摩尔比在(1.15～1.95)：1.0之间时，该线性两官能团预聚体与潜伏性固化剂结合的涂料具有高强度且惊奇地具有耐候性。在这个比例时，长链L物质与短链S物质以及芳香族异氰酸酯单体T的相互交替结构的端二异氰酸酯预聚体，如线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体可含有T-L-T-S-T、T-S-T-L-T-S-T、T-S-T-S-T、T-S-T-S-T-S-T、T-L-T-L-T、T-L-T-L-T-S-T等一种和/或多种端羟基长链物质L、和/或活性氢短链物质S与二异氰酸酯单体T构成的交替结构的扩链分子；其中，长链L物质与单体T之间以氨酯基-OCONH-相连，短链物质S与单体T之间以氨酯基-OCONH-、和/或硫氨酯基-SCONH-、和/或缩脲基-NCONH-相连接，交替结构的预聚体分子端异氰酸酯基团为处于端基位置TDI的第二个未反应的NCO基团(其第一NCO已经反应)。进一步的，当采用MDI和TDI混合型的二异氰酸酯单体时，MDI的分子相对个数少，TDI相对个数多，MDI处于扩链后分子中间，扩链后分子端基的NCO基团来自于TDI的第二个NCO基团，其扩链后的线性预聚体分子端NCO与潜伏性固化剂具有较好的稳定性。

上述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体，其最为主要的特征在于，单位质量的氢键给体数量大大增加，与潜伏性固化剂固化后的涂膜具有高强度，和耐候性。

潜伏性固化剂的加入，保持涂料在空气中水分作用下，有梯度的水解和有秩序的从高活性到低活性形成交联点为脲基的有序固化，得到均质的高强度涂料。避免了过去的多异氰酸酯类涂料在夏季固化太快起泡、冬季低温固化太慢的弊病。

进一步的，本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料中加入脂族多异氰酸酯，进一步加强了涂料的耐候性能和保色性能。

进一步的，本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料中加入脲基加合物，大大提高聚合物中单位质量的氢键给体数量，其强度也急剧增大。

进一步的，本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料中降粘剂的存在，降低了涂料的粘度，使得高内聚能涂料的粘度得以降低，便于施工作业。

进一步的，本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料中辅助材料的存在，得以完善其各种对应的功能性。例如，填料可以辅助提高涂料的力学性能以及降低成本，颜料可以调制成所需要的颜色，触变剂用于改善体系的流变性能和提高涂料的力学性能，催化剂可以加快固化反应速度，消泡剂可以消除施工中带来的气泡，流平剂为改善涂料施工的自流平性能，偶联剂可以改善粘结性能，稳定剂可以改善体系的稳定性能，抗紫外剂和抗氧剂为了改善涂膜暴露于室外的用途，抗生物助剂可以抵抗生物的腐蚀作用。

具体实施方式

本发明提供了一种单组分高强度耐候弹性涂料，制备原料包括线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的粘度(布氏旋转粘度)优选为2000～30000CPS，更优选为2000～20000CPS，进一步优选为2000～12000CPS，所述粘度优选为20℃条件下的粘度。

在本发明中，所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体由两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体聚合得到。在本发明中，所述芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比优选为(1.15～1.95)：1，更优选为(1.3～1.9)：1。当芳香族二异氰酸酯的NCO基团与活性氢基团摩尔比不低于1.95：1时，如(1.95～2.05)：1.0，芳香族二异氰酸酯单体与活性氢物质为基本线性封端，预聚体含有少量游离的单体，如果比例高于2.05：1，那就产生更多的游离芳香族二异氰酸酯单体；当芳香族二异氰酸酯的-NCO基团与活性氢基团摩尔比不高于1.15：1(如(0.95～1.15)：1)时，所得线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体发生凝胶或者直接固化。

在本发明中，所述两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为(0～6)：1，优选为(0.5～5.5)：1，更优选为(0.5～5)：1。

在本发明中，所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的氢键给体的含量优选为>1.2mol/kg，优选为1.2～6.0mol/kg，更优选为1.5～5.5mol/kg，更优选为1.8～4.5mol/kg；所述氢键给体的含量为两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质中羟基、巯基和仲氨基的总数量与预聚体质量的比值。经过预聚体的合成反应后，制备原料中的羟基、巯基、仲氨基中的氢原子在最终形成的线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体中分别转换对应的氢键给体存在于氨酯基(-OCONH-)、硫氨酯基(-SCONH-)、缩脲基(-NCONH-)中。

理论上，线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的氢键给体含量越高，分子之间作用力就越大；但是，氢键给体含量太高，其粘度也跟着急剧增大，且线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体中的端-NCO基团的活性也跟着增大，其对于与潜伏性固化剂的稳定性有一定的降低。因此，合理的氢键给体含量既要有高的内聚力，也要有涂料体系的施工性和储存稳定性。本发明维持上述比例为一个合理的比例，使得涂料具有高强度和高耐候性。

在本发明中，所述两官能度活性氢短链物质包括两官能度端羟基短链物质、两官能度端巯基短链物质、两官能度端羟基巯基短链物质和两官能度仲胺基短链物质中的一种或几种。在本发明中，所述两官能度活性氢短链物质中除羟基、巯基和仲胺基外的残基为碳氢链段、含杂原子的碳氢链段、含有苯环基团的碳氢链段或既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段，所述含杂原子的碳氢链段和既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段中的杂原子独立地包括氧、氮和硫中的一种或几种，所述杂原子形成的基团包括醚基、酯基、叔氨基、羰基、氨酯基或硫氨酯基。

在本发明中，所述两官能度活性氢端羟基短链物质优选包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、三甲基己二醇、庚二醇、新戊二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一二醇、一缩二丙二醇(DPG)、二缩三丙二醇(TPG)、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、环己二甲基二醇、端二元羟基聚醚低聚体、苯二甲基二醇、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二(2-羟乙基)醚、HQEE、HQEE-L、HER、HER-L、对苯二酚双-β-羟乙基醚、间苯二酚二(2-羟乙基)醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚和4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的一种或几种，所述HQEE、HQEE-L、HER和HER-L优选购买于苏州湘园新材料股份有限公司。

在本发明中，所述两官能短链端巯基物质优选包括乙二硫醇、丙二硫醇、丁二硫醇、戊二硫醇、新戊二硫醇、双端巯基聚醚、双端巯基聚硫醚和双端巯基混合硫氧醚中的一种或几种。

在本发明中，所述两官能度端羟基巯基短链物质优选包括巯基烷基醇，更优选包括2-巯基-乙醇、3-巯基-1-丙醇或4-巯基-1-丁醇。

在本发明中，所述两官能度仲胺基短链物质优选为两官能度天门冬氨酸酯，所述两官能度天门冬氨酸酯优选包括马来酸酯与二元脂族伯胺的加成物或市售两官能度仲胺基短链物质；所述马来酸酯优选包括马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丙酯和马来酸二丁酯中的一种或几种，所述二元伯胺优选包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、2-甲基戊二胺、己二胺、三甲基己二胺、异佛尔酮二胺(IPDA)、苯二甲胺(XDA)、4,4'-二氨基二环己基甲烷(H12MDA)、2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷、3(4),8(9)-双(氨甲基)-三环[5.2.1.0^2,6]癸烷、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷和两官能团氨基聚醚中的一种或几种；所述苯二甲胺优选包括间苯二甲胺、对苯二甲胺和邻苯二甲胺中的一种或几种；所述两官能团氨基聚醚的分子量优选小于600g/mol，优选包括聚醚D230、聚醚D300和聚醚D400中的一种或几种。在本发明中，所述马来酸酯与二元伯胺的加成物的制备方法优选包括以下步骤：将马来酸酯、二元伯胺混合进行加成反应，得到马来酸酯与二元伯胺的加成物。在本发明中，所述马来酸酯和二元伯胺的摩尔比优选为2:1。本发明对于所述两官能度天门冬氨酸酯的制备方法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法即可。在本发明中，所述市售两官能度仲胺基短链物质优选包括Desmophen@NH 1420、Desmophen@NH1422、Desmophen@NH1520、Desmophen@NH 1220。

在本发明中，所述两官能度端羟基短链物质、两官能度端巯基短链物质和两官能度端羟基巯基短链物质的分子量独立地<500g/mol，优选<300g/mol，以及大于60g/mol，；所述两官能度仲胺基短链物质的分子量<900g/mol。在本发明中，两官能度活性氢短链物质的活性比两官能度端羟基长链物质活性要高，两官能度活性氢短链物质优先于两官能度端羟基长链物质与芳香族二异氰酸酯反应。

两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体反应中，仲氨基在低温～常温(具体如5～30℃)下直接较快的反应；两官能度端羟基短链物质和两官能度端巯基短链物质优先于两官能度端羟基长链物质反应，在室温20℃～70℃以下均可反应，为了加快反应，可以加入催化剂，巯基物质在叔氨基类催化剂(如三乙基胺TEA、三丁基胺、三乙基二胺、二甲基苄胺BDMA、双吗啉叔氨DMDEE)反应加快；两官能度端羟基短链物质与芳香族二异氰酸酯单体反应在25～70℃以下可以直接反应；两官能度端羟基长链物质的端羟基与经过短链活性氢反应后剩余的异氰酸酯基团，反应速度没有两官能度活性氢短链物质反应快，需要升高温度(70～100℃)，优选的90℃，以及可加入催化剂(如有机锡、有机铋、有机锌、有机锆)，直到两官能度端羟基长链物质中所有的活性氢全部反应，全部反应的控制依据就是测试反应后的NCO含量，其与设计的NCO含量一致时，说明反应完全。

进一步的，单体TDI和MDI，两者各有两个-NCO基团，其中TDI的第一个-NCO基团和MDI的两个-NCO基团为高活性的异氰酸酯基团，TDI的第二-NCO基团活性明显的低于前述-NCO基团的反应活性，由于体系中，TDI数量多于MDI，且MDI可先于TDI加入，最终预聚体端基的-NCO基团来自于相对较低活性的TDI的第二未反应的-NCO基团。其对于与潜伏性固化剂共存具有一定的稳定性。

在本发明中，所述两官能度端羟基长链物质优选为两官能度端羟基高内聚能物质，优选包括端羟基聚四氢呋喃醚、端羟基聚甲基四氢呋喃醚、端羟基液化聚四氢呋喃醚、端羟基聚己内酯、端羟基二聚酸酯聚合物、端羟基聚碳酸酯、端羟基聚己二酸酯、端羟基聚丁二酸己二酸混合酯、端羟基戊二酸酯、端羟基己二酸戊二酸酯、端羟基戊二酸丁二酸酯、端羟基聚苯二甲酸酯和聚合物聚醚二元醇中的一种或几种。本发明对于所述两官能度端羟基长链物质的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品或本领域技术人员熟知的制备方法制备得到即可。在本发明中，所述两官能度端羟基长链物质的分子量为500～6000g/mol，优选为1000～5000g/mol，这些材料的粘度较高，因此，需要有降粘剂降低体系的粘度。

在本发明中，所述芳香族二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或甲苯二异氰酸酯；所述混合物中甲苯二异氰酸酯的摩尔分数>50％，优选>80％，更优选为100％。

在本发明中，所述潜伏性固化剂为双环噁唑烷和多醛亚胺中的一种或几种。在本发明中，所述双环噁唑烷优选为分子中含有两个可以水解的噁唑烷五元环基团的物质，更优选包括含两个相邻噁唑烷环的双环噁唑烷、含多个脂族氨酯基团的双噁唑烷、含碳酸酯基团的双环噁唑烷和多个芳香族氨酯基类双噁唑烷中的一种或几种。

在本发明中，所述含两个相邻噁唑烷环的双环噁唑烷优选包括7A-乙基二氢-1H、3H、5H-噁唑并〔3,4-C〕噁唑(CAS号为7747-35-5)和1-氮杂-3,7-二氧-2,8-二异丙基-5-乙基双环〔3,3,0〕辛烷(ANGUS公司生产)中的一种或两种。

在本发明中，所述含脂族多氨酯基团的双噁唑烷优选为市售商品或自制得到；所述市售商品优选包括Incorez@OZ4、Incoreze@CF、Incorez@EH、Incorez@K、Incorez@NC、Incorez@HP、Desmofen@hardner OZ和Desmofen@VSLP 2949中的一种或几种，所述Incorez@OZ4、Incoreze@CF、Incorez@EH、Incorez@K、Incorez@NC和Incorez@HP优选购买于ICL公司；所述Desmofen@hardner OZ和Desmofen@VSLP 2949优选购买于Allnex公司。

在本发明中，所述含脂族多氨酯基团的双噁唑烷优选由含有羟基的单噁唑烷与脂族二异氰酸酯类化合物经加成反应得到；所述含有羟基的单噁唑烷优选包括2-异丙基-3-羟乙基噁唑烷或2-(庚基-3)-3-羟乙基-噁唑烷；所述脂族二异氰酸酯类化合物优选包括脂族二异氰酸酯的单体或其预聚体；所述脂族二异氰酸酯的单体优选包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、氢化二苯甲基烷二异氰酸脂(H12MDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)和氢化间苯二甲基异氰酸酯(HXDI)中的一种或几种；含脂族多氨酯基团的双噁唑烷的制备采用本领域技术人员熟知的由含有羟基的单噁唑烷和脂族二异氰酸酯类化合物制备得到含脂族多氨酯基团的双噁唑烷的制备条件即可，具体如反应温度为80～120℃，采用的催化剂包括有机锡、有机铋、有机锌和有机锆中的一种或几种；二摩尔的单羟基噁唑烷与一摩尔二异氰酸酯反应得到所述双噁唑烷固化剂；测试产物中-NCO基团的质量含量为0表示反应完成。

在本发明中，所述含碳酸酯基团的双环噁唑烷优选包括Incorez@LV(英国ICL公司生产)。

在本发明中，所述芳香族多氨酯基类双噁唑烷优选由含有羟基的单噁唑烷与芳香族二异氰酸酯经加成反应得到；所述含有羟基的单噁唑烷优选包括2-异丙基-3-羟乙基噁唑烷和2-(庚基-3)-3-羟乙基噁唑烷中的一种或两种；所述芳香族二异氰酸酯优选包括芳香族二异氰酸酯类的单体或预聚体，所述芳香族二异氰酸酯的单体优选包括甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或两种；本领域技术人员熟知的由含有羟基的单噁唑烷和芳香族二异氰酸酯制备芳香族多氨酯基类双噁唑烷的制备条件即可，所述含有羟基的单噁唑烷中的羟基优选为伯羟基，其与芳香族-NCO基团反应较快，反应温度优选为50～80℃，测试-NCO基团的质量含量为零表示反应完成。

在本发明中，所述多醛亚胺为分子中含有两个和/或三个醛亚氨基团(-CH＝NR)的物质(R为碳氢链段、以及含有氧、氮原子的碳氢链段，氧和氮可以构成醚基、羰基、酯基、叔氨基和氨酯基团中的一种或几种)，所述多醛亚胺优选由醛与多元伯胺经脱水反应得到或采用多醛亚胺市售商品；所述醛优选包括异丁醛、异戊醛、2-乙基己醛、苯甲醛、2,2-二甲基-3-月桂酰氧基亚丙基醛、2,2-二甲基-3-棕榈酰氧基亚丙基醛和2,2-二甲基-3-硬脂酰氧基亚丙基醛中的一种或几种；所述多元伯胺优选包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、2-甲基戊二胺、己二胺、三甲基己二胺、异佛尔酮二胺(IPDA)、氢化二苯基亚甲基二胺(H₁₂MDA)和端氨基聚醚中的一种或几种，所述端氨基聚醚优选包括Hunsman公司的D230、D400和T403、D1000、D2000、T5000中的一种或几种经过加成脱水而成，本发明对于所述加成脱水反应没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的制备条件即可，具体如反应温度为60～110℃，真空脱出挥发物水分，挥发性的醛冷却后回流，反应后色谱测试其主要固化剂物质含量以及胺类物质剩余含量，达到设计期望值即可。

在本发明中，所述多醛亚胺优选包括N,N'-双(2,2-二甲基-3-月桂酰氧基亚丙基)-六亚甲基-1,6-二胺、N,N'-双(2,2-二甲基-3-月桂酰氧基亚丙基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺、N,N'-双(2,2-二甲基-3-月桂酰氧基亚丙基)-聚氧化亚丙基二胺、N,N',N”-三(2,2-二甲基-3-月桂酰氧基亚丙基)-聚氧化亚丙基三胺、N,N'-双(苯基亚甲基)-五亚甲基-1,5-二胺、N,N'-双(苯基亚甲基)-六亚甲基-1,6-二胺、N,N'-双(苯基亚甲基)-亚甲基二环己基-4,4'-二胺、N,N'-双(苯基亚甲基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺、N,N'-双(苯基亚甲基)-聚氧化亚丙基二胺、N,N',N”-三(苯基亚甲基)-聚氧化亚丙基三胺、N,N'-双(2-甲基-亚丙基)-,五亚甲基-1,5-二胺、N,N'-双(2-甲基-亚丙基)-六亚甲基-1,6-二胺、N,N'-双(2-甲基-亚丙基)-亚甲基二环己基-4,4'二胺、N,N'-双(2-甲基-亚丙基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺、N,N'-双(2-甲基-亚丙基)-聚氧化亚丙基二胺和N,N',N”-三(2-甲基亚丙基)-聚氧化亚丙基三胺中的一种或几种。在本发明中，所述基于聚氧化亚丙基二胺的二醛亚胺的分子量独立地优选为300～3000g/mol；上述基于聚聚氧化亚丙基三胺的三个醛亚氨基团分子独立地优选为400～6200g/mol。

在本发明中，所述降粘剂优选为稀释剂和增塑剂中的至少一种。本发明对于所述降粘剂的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的不与-NCO基团反应的惰性溶剂和/或增塑剂即可，具体如酯类降粘剂、烃类降粘剂、醚类降粘剂、酮类降粘剂、醚酯类降粘剂、二甲亚砜和氯化石蜡中的一种或几种。在本发明中，所述酯类降粘剂优选包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、乙酸辛酯、乙酸异辛酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸异丙酯、丙酸丁酯、丙酸异丁酯、丙酸戊酯、丙酸异戊酯、丙酸己酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、丁酸异丙酯、丁酸丁酯、异丁酸甲酯、异丁酸乙酯、异丁酸丙酯、异丁酸异丙酯、异丁酸异丁酯、异丁酸戊酯、戊酸甲酯、戊酸乙酯、异戊酸甲酯、异戊酸乙酯、己酸甲酯、己酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙二酸二乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、甲酸戊酯、甲酸异戊酯、甲酸己酯、甲酸庚酯、丙二醇二乙酸酯、烷基苯磺酸酯和邻苯二甲酸酯、亚磷酸烷基酯和磷酸烷基酯类化合物中的一种或几种；所述邻苯二甲酸酯类化合物优选包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯。在本发明中，所述烃类降粘剂优选包括环己烷、甲基环己烷、庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯、二异丙基萘、溶剂油、联苯类、乙苯、异丙苯、丁苯、D30和D40中的一种或几种；所述溶剂油优选包括100#溶剂油、120#溶剂油、140#溶剂油和160#溶剂油和石脑油中的一种或几种。在本发明中，所述醚类降粘剂优选包括二丙醚、二异丙基醚、二异丁醚、二丁醚、正戊醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇二甲醚和二丙二醇二甲醚和二氧六环中的一种或几种。在本发明中，所述酮类降粘剂优选包括甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、丁酮、戊酮、甲基异丁酮、己酮、庚酮和甲基异庚酮中的一种或几种。在本发明中，所述醚酯类稀释剂优选包括乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。在本发明中，所述增塑剂优选包括如烷基磺酸苯酯、TXIB(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯)、DPGDB(二丙二醇二苯甲酸酯)、DEGBD(多元醇苯甲酸酯类)、苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、环氧酯类、Mesamoll(商品名，源自朗盛公司)、氯化石蜡类、磷酸酯类、柠檬酸酯类、二异丙基萘、芳烃油类和石蜡油类中的一种或几种。在本发明中，所述降粘剂的作用是降低粘度，降粘剂不与单组分高强度耐候弹性涂料中活性物质(如异氰酸酯基团及潜伏性固化剂)反应，在涂料中处于游离状态。本发明对于所述降粘剂的用量没有特殊限定，具有优选占单组分高强度耐候弹性涂料总质量的60％以下，更优选为＜40％，进一步优选为＜20％；能够保证所述单组分高强度耐候弹性涂料的粘度为2000～12000CPS(布氏粘度)即可，所述单组分高强度耐候弹性涂料的粘度优选为2000～10000CPS。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括脂族多异氰酸酯。在本发明中，所述脂族多异氰酸酯与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比优选为(0～0.5)：1。

在本发明中，当以所述芳香族多氨酯基类双噁唑烷为潜伏性固化剂时，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括脂族多异氰酸酯；所述脂族多异氰酸酯的质量优选为线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量的3％以上，更优选为5～50％，本发明采用该原料体系制备单组分高强度耐候弹性涂料能够保证单组分高强度耐候弹性涂料用于室外实际使用时不发生变色。

在本发明中，当以所述芳香族多氨酯基类双噁唑烷为潜伏性固化剂时，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料中不含有脂族多异氰酸酯时，所述单组分高强度耐候弹性涂料优选应用于于非外露的场所或对于变色没有要求的场所。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯优选包括脂族二异氰酸酯的单体、低聚体、预聚体和加合物中的一种或几种。在本发明中，所述脂族二异氰酸酯的单体优选包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。

本发明中，所述的脂族多异氰酸酯的低聚体优选包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的二聚体、三聚体和四聚体中的一种或几种，所述低聚体的官能度优选为2.5～3.5，更优选为3。在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的低聚体优选包括Desmodur@N100、Desmodur@N75、Desmodur@N3200、Desmodur@N3300、Desmodur@N3400、Desmodur@N3500、Desmodur@N3600、Desmodur@N3700、Desmodur@N3800、Desmodur@N3900和Desmodur@4470中的一种或几种，优选购买于科思创公司。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的预聚体的制备方法优选包括以下步骤：将多元活性氢化合物、脂族二异氰酸酯的单体进行聚合反应，得到脂族多异氰酸酯的预聚体；所述多元活性氢化合物中的活性氢基团优选包括羟基、巯基和仲氨基中的一种或几种；所述多元活性氢化合物优选包括多元醇、多元硫醇和多元仲胺中的一种或几种，所述多元醇优选包括二元醇和/或三元醇，所述多元醇的分子量优选＜4000g/mol；所述多元硫醇优选包括二元醇和/或三元醇，所述多元硫醇的分子量优选≤3000g/mol；所述多元仲氨基优选包括二元仲氨和/或三元仲氨基物质，所述多元仲胺的分子量优选＜5000g/mol；所述活性氢基团与脂肪族二异氰酸酯单体的摩尔比优选为1：(1.05～1.15)。在本发明中，当活性氢为仲氨基时，所述多元活性氢化合物与脂族二异氰酸酯单体的聚合反应的温度优选为20～70℃，时间优选为2～10h。当采用端羟基活性氢和/或端巯基活性氢与脂族二异氰酸酯单体反应时，所述聚合反应的温度优选为90～110℃。在本发明中，所述聚合反应优选在催化剂存在条件下进行，所述催化剂的作用是加快反应，缩短反应时间；所述催化剂优选包括有机锡、有机铋、有机锌和有机锆中的一种或几种；当所述活性氢基团为巯基时，所述催化剂优选为叔氨类催化剂，更优选包括TBA、BDMA和DMDEE中的一种或几种；所述催化剂的质量优选为多元活性氢化合物质量的0.01～2％。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的预聚体优选采用市售商品，其中，两官能度脂族多异氰酸酯和/或三官能度脂族多异氰酸酯的预聚体加入到涂料中会增加涂料的耐候性能和保色性能。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的加合物优选由脂族多异氰酸酯的低聚体与单官能度活性氢化合物加成反应得到。在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的低聚体优选包括六亚甲基二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯的二聚体、三聚体和四聚体中的一种或几种，所述脂族多异氰酸酯的低聚体的官能度(-NCO)优选为2.5～3.5，更优选为2.8～3.2。

在本发明中，所述单官能度活性氢基团化合物中的活性氢基团优选包括羟基、巯基或仲胺基，所述单官能度活性氢基团化合物优选包括单官能度活性氢端羟基化合物、单官能度活性氢端巯基化合物或单官能度活性氢仲氨基化合物。在本发明中，所述单官能度活性氢端羟基化合物优选包括烷基醇、芳香醇、酚和单活性氢石油树脂中的一种或几种，所述烷基醇优选包括烷基醇和芳香醇中的一种或几种，更优选包括异丙醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、2-乙基己醇、庚醇、辛醇、壬醇和癸醇中的一种或几种；所述芳香醇优选包括苯甲醇；所述酚优选包括苯酚和腰果酚中的一种或两种；所述单活性氢石油树脂优选包括商品名为LA100、LA300、LS500和LA700中的一种或几种，其购买于吕特格公司。

在本发明中，所述单官能度活性氢端巯基化合物所述烷基硫醇优选包括乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、2-甲基丁硫醇、2-甲基-2-丁硫醇、戊硫醇、2-甲基-2-戊烷硫醇、己硫醇、2-乙基己硫醇、辛硫醇、庚硫醇和壬硫醇中的一种或几种；所述芳香硫醇优选包括苯硫醇、2-甲基苯硫酚、3-甲基苯硫酚、4-甲基苯硫酚和2-乙基苯硫酚中的一种或几种。

在本发明中，所述单活性氢仲氨基化合物优选包括烷基胺、芳香胺、氮杂环烷类化合物、哌嗪类化合物和吡咯类化合物中的一种或几种，更优选包括N-乙基甲基胺、二乙胺、N-叔丁基乙胺、二异丙基胺、N-甲基异丙基胺、N-乙基异丙胺、二正丙基胺、N-异丙基丙胺、二正丁胺、杂氮环丁烷、N-异丙基-1-正丁胺、N-甲基丁胺、N-甲基-叔丁基胺、N-甲基异丁胺、N-乙基丁胺、N-丙基丁胺、N-叔丁基-1-正丁基胺、二叔戊基胺、二戊胺、吡咯烷、N-甲基戊胺、N-甲基异戊胺、N-环戊基-n-丙胺(N-环戊基-异丙胺)、N-乙基-3-甲基-1-丁胺、N-烯丙基环戊基胺、N-丁基1-戊基胺、二己胺、杂氮环己烷、N-甲基己胺、N-乙基己胺、N-异丙基环己胺、N-甲基环己胺、N-乙基环己胺、N-叔丁基环己胺、N-苄基环己胺、二环己基胺、N-环丙基环己胺、N-(2-庚基)环己胺、二庚胺、N-甲基庚胺、N-乙基庚胺、二辛胺、N-甲基辛胺、N-乙基辛胺、叔戊基叔辛胺、二异辛胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-异丙基苯胺、N-丁基苯胺、N-戊基苯胺、N-甲基苄胺、N-乙基苄胺、N-异丙基苄胺、N-环丙基苄胺、N-丙基苄胺、N-丁基苄胺、N-(环己基甲基)苄胺、N-甲基-1-萘胺、N-乙基萘胺、N-苯基-1-萘胺、N-乙基哌嗪、N-甲基哌嗪、1-丙基哌嗪、N-异丙基哌嗪、1-丁基哌嗪、1-异丁基哌嗪、1-环戊基哌嗪、1-己基哌嗪、1-环己基哌嗪、1-N-庚基哌嗪、1-环丙基哌嗪、吡咯、3-甲基吡咯、2-甲基-1H-吡咯、2-乙基吡咯、2,4-二甲基-3-乙基吡咯、3,4-二乙基吡咯、3-叔丁基吡咯烷和2-丁基吡咯烷中的一种或几种。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的低聚体与单官能度活性氢化合物的加成反应过程中，单官能度活性氢化合物与六亚甲基二异氰酸酯的低聚体混合物或异佛尔酮二异氰酸酯的低聚体混合物按照一个活性氢基团与一个-NCO基团反应得到-NCO平均官能度约为2.0的脂族多异氰酸酯的加合物；所述低聚体混合物与单官能度活性氢化合物的摩尔比优选根据脂族多异氰酸酯的低聚体的平均官能度确定，例如，平均官能度为2.5的低聚体混合物与单官能度活性氢化合物进行加成反应时，依据-NCO基团与活性氢基团的摩尔比为2.5：0.5的比例进行加料；平均官能度为3.5的低聚体混合物与加入单官能度活性氢化合物依据-NCO基团与活性氢基团的摩尔比为3.5：1.5的比例进行加料；平均官能度为2.9的低聚体混合物与单官能度活性氢化合物依据-NCO基团与活性氢基团的摩尔比为2.9：0.9的比例进行加料；其它平均官能度的脂族多异氰酸酯的低聚体混合物与单官能度活性氢化合物的摩尔比以此类推，在此不再一一赘述。

在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的加合物的制备过程中，活性氢基团为仲胺基的单官能度活性氢化合物与脂族多异氰酸酯的低聚体的加成反应温度优选为5～50℃，可以直接混合反应。在本发明中，活性氢基团为羟基以及巯基的单官能度活性氢化合物与低聚体的加成反应的温度优选为70～120℃；所述加成反应优选在催化剂存在条件下进行，所述催化剂的作用是加快反应；所述催化剂优选包括金属类有机催化剂或叔胺类催化剂，所述金属类有机催化剂优选包括有机锡、有机铋、有机锌和有机锆中的一种或几种，所述叔胺类催化剂优选包括TBA、BDMA、DMDEE和三乙基二胺中的一种或几种。在本发明中，所述脂族多异氰酸酯的加合物也可以为市售商品，优选购买于SIKA公司或森聚柯公司。

本发明将脂族多异氰酸酯与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体配合使用，能够提高进一步提高单组分高强度耐候弹性涂料的耐候性和保色性能。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括脲基加合物，脲基加合物的加入，进一步的提高了体系中异氰酸酯的氢键给体含量，对于提高涂料固化后的强度有大的贡献。

在本发明中，所述脲基加合物由线性二元胺扩链剂与两官能度异氰酸酯单体加成反应得到的端基为二异氰酸酯的线性加成物。在本发明中，所述脲基加合物与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比优选为(0～0.5)：1，更优选为(0.03～0.3)：1。

在本发明中，由于脲基加合物粘度很高或者就是固体，需要降粘剂降低粘度；所述降粘剂优选包括酯类溶剂、烃类溶剂、醚类溶剂、甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲亚砜、邻苯二甲酸酯类化合物、烷基苯磺酸酯、氯化石蜡、二异丙基萘和联苯类化合物中的一种或几种；在本发明中，所述脲基加合物优选由线性二元胺扩链剂和两官能度异氰酸酯单体加成反应得到。在本发明中，所述线性二元胺扩链剂优选包括端氨基扩链剂、天门冬氨酸酯和氨基聚醚中的一种或几种，更优选包括二乙基甲苯二胺(DETDA)、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、丁二胺、戊二胺、己二胺、三甲基己二胺、异佛尔酮二胺(IPDA)、间苯二甲胺、环己基二甲胺、双(4-氨基环己基)甲烷(H₁₂MDA)、3,6-二氧杂辛烷-1,8-二胺、4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺、4-氨基甲基-1,8-辛二胺、双(4-氨基-3-甲基-环己基)甲烷、双环(2,2,1)庚烷基二甲胺、三环(5,2,1,0^2,6)癸烷基二甲胺、端氨基氧化丙烯醚、4,4’-二氨基，3,3’-二氯-二苯基甲烷(MOCA)、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯和N,N'-二丁基氨苯基甲烷的一种或几种；所述端氨基氧化丙烯醚的分子量优选＜1000g/mol，更优选为200～600g/mol。在本发明中，所述两官能度异氰酸酯单体优选包括二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)和四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)中的一种或几种。在本发明中，所述两官能度异氰酸酯单体与线性二元胺扩链剂的摩尔比优选为2:1。

在本发明中，所述脲基加合物中降粘剂的加入量优选占脲基加合物混合体系(脲基加合物、降粘剂)总质量的30～90％。

在本发明中，所述潜伏性固化剂的质量优选为总成膜物的质量的2～45％，更优选为5～30％，所述总成膜物优选包括含异氰酸酯基团的制备原料和潜伏性固化剂；所述含异氰酸酯基团的制备原料包括线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体；当涂料的制备原料还包括脂族多异氰酸酯和/或脲基加合物时，所述含异氰酸酯基团的制备原料除线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体外，还包括脂族多异氰酸酯和/或脲基加合物。本发明提供的单组分高强度耐候弹性涂料形成了-NCO基团的有梯度活性，在干燥密闭条件下，体系处于亚稳定状况，接触空气中水分后，体系中存在一个与水分水解的先后顺序，潜伏性固化剂优先水解得到氨基和仲氨基、羟基，氨基和仲氨基优先与体系中高活性的-NCO基团反应从而使得体系发生固化。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括水解促进剂，所述水解促进剂优选包括有机酸和/或有机酸酐，更优选包括苯甲酸、苯二甲酸、马来酸、己二酸、月桂酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、二聚酸、苯二甲酸酐、氢化苯二甲酸酐、水杨酸、马来酸酐、己二酸酐、甲基氢化苯二甲酸酐、丙二酸、丁二酸、戊二酸、甲基六氢苯酐、六氢苯酐、四氢苯酐、改性甲基四氢苯酐和纳迪克酸酐中的一种或几种。在本发明中，所述水解促进剂的作用是加快潜伏性固化剂优先水解。在本发明中，所述水解促进剂与潜伏性固化剂的质量比优选为(0～0.8)：1，更优选为(0～0.6)：1，进一步优选为(0.01～0.5)：1。

在本发明中，所述潜伏性固化剂优先水解消耗体系中30％以上的高活性-NCO基团，方可不发生有密集二氧化碳聚集而产生涂膜气泡，更优选为体系中60％以上的-NCO基团被潜伏性固化剂反应交联，进一步的优选80％以上NCO基团被潜伏性固化剂反应交联，最优选为90～100％的-NCO基团被潜伏性固化剂反应交联。在本发明中，当体系中全部-NCO基团与潜伏性水解的氨基和仲氨基全部反应，交联点全部为脲基和缩脲基团，几乎没有损失NCO交联点；固化后，涂膜层单位质量氢键给体的数量达到最大值，不仅可以一次厚涂无气泡，且力学性能最佳。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括催化剂，所述催化剂优选包括有机锆、有机锌、有机铋和有机锡中的一种或几种，所述催化剂的质量与总成膜物的质量比优选为(0.01～3)：100。在本发明中，当潜伏性固化剂水解产生仲氨基、氨基和羟基时，氨基和仲氨基优先与-NCO基团反应，当-NCO基团与氨基仲氨基的摩尔比为1：1时，氨基仲氨基与全部的-NCO基团反应，羟基不参加反应；当有催化剂存在且潜伏性固化剂水解后氨基和仲氨基的总量低于-NCO基团的数量时，催化剂可以促使水解产生的羟基与-NCO基团发生交联反应。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料优选还包括辅助材料；所述辅助材料优选包括填料、颜料、稳定剂、触变剂、偶联剂、催化剂、消泡剂、流平剂、抗氧剂、抗紫外剂和抗水生物助剂中的一种或几种。在本发明中，所述填料优选包括无机填料和/或有机填料；所述无机填料粉优选包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰粉、石英粉、瓷粉、陶粉、玻璃粉、石榴石粉、立德粉和氧化铝中的一种或几种；所述有机填料优选包括聚氯乙烯和/或氯化聚乙烯；所述填料与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～50)：100，更优选为(0～30)：100，进一步优选为(0.1～20)：100，加入填料可降低成本，以及辅助增加力学性能。

在本发明中，所述颜料优选包括钛白粉、锌白粉、钡白粉、炭黑、酞青类颜料、铁红、铁黄、铁黑、铬黄和有机颜料中的一种或几种；所述颜料与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～30)：100，更优选为(1～20)：100，进一步优选为(3～15)：100。

在本发明中，所述稳定剂优选包括对甲苯磺酰异氰酸酯(P.T.S.I)和/或酰氯类稳定剂，所述酰氯类稳定剂优选包括甲酰氯、乙酰氯和苯甲酰氯中的一种或几种，所述稳定剂更优选包括P.T.S.I和甲酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯；所述稳定剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～2)：100，更优选为(0.01～1)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入稳定剂能够提高涂料体系的稳定性，延长其储存期。

在本发明中，所述触变剂包括白炭黑、炭黑、酰胺类触变剂和脲基类触变剂中的一种或几种；所述触变剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～20)：100，更优选为(0.1～5)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入触变剂可以改善涂料的流变性能，且辅助提高强度。

在本发明中，所述偶联剂优选包括环氧基硅氧烷、异氰酸酯基硅氧烷、钛酸酯和丙烯酸酯硅氧烷中的一种或几种；所述偶联剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0.2～3)：100，更优选为(0.5～2)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入偶联剂能够增加涂料与基材之间的粘附性。

在本发明中，所述抗水生物助剂优选包括辣椒素、磺胺类化合物和亚铜类化合物中的一种或几种；所述抗水生物助剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量的比优选为(0～3):100，更优选为(0.01～1):100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入抗水生生物助剂，利于涂料用于水环境中时，防止水中生物在涂料表面附着和破坏涂料，以及提高防腐蚀性。

在本发明中，所述消泡剂优选包括有机硅类消泡剂；所述消泡剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～0.5)：100，更优选为(0.1～0.5)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入消泡剂能够提高涂料的物理性排泡过程，防止施工后涂膜产生物理性空气气泡。

在本发明中，所述流平剂优选包括丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂和氟碳类流平剂中的一种或几种；所述流平剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～1)：100，更优选为(0.1～0.5)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入流平剂利于涂料的施工与自动流平，获得良好的涂层外观。

在本发明中，所述抗氧剂优选包括有机酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；所述抗氧剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～5)：100，更优选为(0.1～2)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入抗氧剂能够增加涂料固化后的涂膜在空气中抵抗氧化的能力。

在本发明中，所述抗紫外剂优选包括Tinuvin123和/或Tinuvin292；所述抗紫外剂与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体质量比优选为(0～0.5)：100。本发明在单组分高强度耐候弹性涂料中加入抗紫外剂使得涂膜固化后具有在太阳光照射下耐紫外线的能力。

在本发明中，所述单组分高强度耐候弹性涂料的粘度(布氏旋转粘度)优选为2000～20000cPs，更优选为2000～12000cPs，进一步优选为2000～10000cPs。

本发明提供了上述技术方案所述的单组分高强度耐候弹性涂料的制备方法，包括以下步骤：

将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体；

将所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。

本发明将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体。在本发明的具体实施例中，所述混合优选将两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质加热除水，然后再加入芳香族二异氰酸酯混合。在本发明中，所述加热除水优选为真空加热除水，所述真空和热除水的温度优选为100～120℃，更优选为105～115℃，进一步优选为110℃，所述真空加热除水的真空度优选为-0.09～-0.098MPa，更优选为-0.095MPa，所述真空加热除水过程中优选还加入共沸物，所述共沸物优选包括甲苯、二甲苯或甲基环己烷；所述共沸物的质量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总质量比优选为(1～3)：100，更优选为(1.5～2.5)：100，进一步优选为2：100；本发明对于所述真空加热除水的时间没有特殊限定，真空加热除水至水含量两官能度端羟基长链物质与两官能度活性氢短链物质的总水含量优选＜300ppm即可。在本发明中，所述聚合反应优选在干燥条件下进行，所述干燥条件优选包括真空条件或者干燥的惰性气体保护条件，所述真空条件的真空度优选为-0.09～-0.095MPa；所述惰性气体优选包括氩气或氦气或氮气；所述干燥的惰性气体保护条件优选抽真空后再充入干燥的惰性气体；所述干燥条件的水含量优选＜300ppm。在本发明中，所述聚合反应优选包括依次进行第一聚合反应和第二聚合反应；所述第一聚合反应的温度优选≤70℃，所述第一聚合反应的时间优选为0.5～4h，更优选为1～3.5h，进一步优选为2～3h；所述第二聚合反应的温度优选为70～100℃，更优选为75～95℃，进一步优选为85～95℃，所述第二聚合反应的时间优选为2～6h，更优选为2.5～5h，进一步优选为3～4h；在本发明的具体实施例中，优选测试所述芳香族混合预聚体中的-NCO含量确定所述聚合反应的时间，当所述-NCO含量的测试值与理论设计值相差不超过3％时再停止所述聚合反应。在本发明中，所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体中-NCO基团的质量含量优选为2.5～10％，更优选为3～8％。

在本发明的具体实施中，所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体优选在降粘剂存在条件下制备，具体步骤优选为：将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质、香族二异氰酸酯单体和降粘剂混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂。在本发明中，所述降粘剂与两官能度端羟基长链物质质量比优选为(0～20)：100。

得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体后，本发明将所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(或所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂)与潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。在本发明中，所述干燥条件优选与前述干燥条件相同，在此不再赘述。本发明对于所述混合没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式能够将原料混合均匀即可，具体如搅拌混合。

在本发明中，当所述制备原料还包括脂族多异氰酸酯、脲基加合物和辅助材料中的一种或几种时，优选将脂族多异氰酸酯、脲基加合物和辅助材料中的一种或几种与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(或所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂)混合，得到涂料前驱体；将所述涂料前驱体与潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。在本发明中，所述干燥条件、混合和聚合反应优选与前述干燥条件、混合和聚合反应相同，在此不再一一赘述。

本发明还提供了上述技术方案所述的单组分高强度耐候弹性涂料或上述技术方案所述制备方法得到的单组分高强度耐候弹性涂料在防水、防护、防腐、地坪、涂装或密封粘结中的应用；所述应用的行业包括水利水电、建筑、市政、电力、新能源、机械、化工、交通、交通工具、采矿、采油、采气、电子、海洋工程、桥梁工程或地下工程；所述水利水电优选包括水库、水渠、水坝、输水隧洞、渡槽、抽水蓄能或水池。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本发明的以下实施例和对比例中：

“标准试验条件”指在(23±2)℃温度，(55±5)％的相对湿度；

真空度指在容器内抽取真空的真空压力表指示在-0.090～-0.095MPa之间；

惰性气体保护为冲入干燥氮气；

反应搅拌容器为具有加热功能以及具有快速冷却功能的温度可控的密闭性能良好的搅拌容器；

部分制备基础材料如下：

聚己内酯多元醇，CAPA@PCL2100为平均分子量1000g/mol的端羟基两官能团聚己内酯；CAPA@PCL2200为平均分子量为2000g/mol的端羟基两官能团聚己内酯；CAPA@PCL3091，平均分子量为900g/mol三官能端羟基聚己内酯；CAPA@PCL2302为3000g/mol分子量的两官能团的端羟基聚己内酯；上述CAPA@PCL产品为苏威公司生产；

Poly THF@2000MW为平均分子量2000g/mol的两官能端羟基聚四氢呋喃醚，PolyTHF@3000MW为平均分子量3000g/mol的两官能端羟基聚四氢呋喃醚，BASF巴斯夫公司生产；PolyTHF@1000MW，为平均分子量为1000g/mol的两官能团端羟基聚四氢呋喃醚，BASF巴斯夫公司生产；

Mesamoll，为烷基苯磺酸酯，朗盛公司生产；

丁二醇为三维公司生产；

MPA，或称PMA，丙二醇甲醚醋酸酯，陶氏化学生产；

MEK，丁酮，市场购买；

硫酸钡粉，干燥超细粉，市场购买；

PTSI，对甲苯磺酰异氰酸酯，市场购买；

RUTGERS@NOVARES LA 100，单官能团羟基的芳香族石油树脂，为RUTGERS吕特格公司生产；

一缩二丙二醇DPg，为陶氏化学公司生产；

Desmofen@NH1420天门冬氨酸酯，为原拜耳公司生产，现在科思创公司生产；

Desmodur@N 100低聚体，为原拜尔公司生产，现为科思创公司生产，为HDI的低聚体，多个脂肪族-NCO基团，-NCO含量22％，当量约191；

Desmofen@VP LS 2959为原拜耳公司，现在为Allnex艾尼克斯公司生产，为基于HDI与2-(庚基-3)-3-羟乙基的单噁唑烷加成，得到的两个噁唑烷基团潜伏性固化剂；

Desmofen@Hardner OZ为原拜耳公司，现为Allnex艾尼克斯公司生产，为HDI与2-异丙基-3-羟乙基加成得到的两个噁唑烷基团的潜伏性固化剂；

ADM-01：二醛亚胺固化剂，N,N’-双(苯基亚甲基)-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺(苯甲醛与异佛尔酮二胺IPDA的加成物)；具体制备条件如下：采用苯甲醛230份和IPDA171份混合搅拌，在85℃件下，真空度-0.095MPa抽走挥发物，反应约10h，得到345份成品，经过气相色谱GC检测，纯度在98.5％二醛亚胺固化剂ADM-01；

ADM-02：N,N',N”-三(苯基亚甲基)-聚氧化亚丙基三胺(基于商品名氨基聚醚亨斯迈公司T403与苯甲醛的加成物)，具体制备如下：苯甲醛346份和T403氨基聚醚(亨斯迈公司产品)446份混合搅拌，在85℃条件下，真空度-0.095MPa抽走挥发物，反应约10h，得到756份成品，经过气相色谱GC检测，纯度为98.0％；

ADT01脂族多异氰酸酯加合物，将Desmodur@N100约49份，与100份LA 100，在110℃加热4h，得到所述脂族异氰酸酯加合物；

ADT02脂肪族预聚体，将CAPA@PCL 3091质量109份，H₁₂MDI异氰酸酯单体(万华公司)100份，加入MPA60份，加入0.01份二月桂酸有机锡，加热到110℃，4h，得到脂肪族预聚体；

UAT01脲基加合物，自制；采用二甲硫基甲苯二胺(DMDTA)100份，与251份H₁₂MDI，以及MPA200份，Mesamoll 100份，高速搅拌，混合90min，得到脲基加合物；

色浆，自制，采用Mesamoll 100份，加入钛白粉牌号706(杜邦公司)280份和0.8份炭黑(Columbia公司)，硅油2份，搅拌，三辊研磨，再搅拌成浆料，加入氧化钙80份，搅拌均匀，密闭得到；

聚氯乙烯糊树脂，天津大沽化工厂生产；

上述份为质量份数；

触变粉DegusaR202，赢创集团公司生产；

消泡剂940T，TEGO迪高公司生产；

流平剂EFKA＠3600，原汽巴公司，现BASF公司；

紫外吸收剂Tinuvin@123，原汽巴公司，现巴斯夫公司；

光稳定剂Tinuvine@292，原汽巴公司，现巴斯夫公司；

抗氧剂DPDP，WESTON公司，科聚亚公司。

六氢苯酐，市场购买。

下述实施例为线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的制备，端羟基长链和活性氢短链物质(羟基、巯基、仲氨基)中水份含量WT低于300ppm以下，无需要除水，如果高于300ppm需要加入共沸物(如甲苯、甲基环己烷)后加热105-110℃真空除水。通常在将材料加入反应器中(如果材料结晶状态，依据材料的融化点加热融化)，在前述真空度、常温25℃到70℃之间反应2h，然后再在高温90℃加热反应4h，测试对应的NCO％(wt)，最终达到设计NCO％的含量数值，然后降温到50℃以下。

实施例1

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体P 01)的制备

将275份CAPA@PCL2100，分子量1000g/mol二两官能团端羟基聚己内酯加入反应器中，加入27.5份万华化学MDI 100LL，在前述真空度、70℃条件下搅拌1.0h，混合均匀，加入10份1,4-丁二醇搅拌0.5h，再加入77份TDI，40份乙酸丁酯，搅拌均匀后，在70℃条件下搅拌反应2h，再升温到90℃反应4h，反应至所得预聚体的NCO％含量为3.0wt％；且计算可知，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.42，短链丁二醇与长链聚己内酯二元醇的摩尔比为0.4，芳香族二异氰酸酯预聚体氢键给体为1.98mol/kg，芳香族单体中，TDI/(TDI+MDI)的摩尔分数为81％。

(2)单组分高强度耐候弹性涂料(CT01)的制备

在隔绝空气条件下，在100份所述预聚体P 01中，加入10份MPA，以及5份丁酮MEK，2份邻苯二甲酸，0.1份940T，剂0.05份EFKA3600流平，5份R202触变剂，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，色浆5份真空搅拌后，加入10份ADM-01，2份ADM-02，搅拌，降温到50℃以下，包装冲入氮气保护，得到涂料CT01。

实施例2

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体P 02)的制备

在100份CAPA@PCL 2200，分子量2000g/mol的二官能团端羟基聚己内酯中，加入13份1,4-丁二醇，52.5份TDI，10份MPA、5份乙酸丁酯，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后加热到90℃反应4h进行聚合反应，反应至所得预聚体的NCO％含量为4.93wt％，降温到50℃后加入稳定剂PTSI0.5份，得到预聚体P 02；其中通过计算，两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质摩尔比为2.88:1，线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体氢键给体含量为2.34mol/kg，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.55。

(2)单组分高强度耐候弹性涂料(CT02)的制备

在隔绝空气条件下，按照质量份配制，100份预聚体P 02，加入10份MPA，以及5份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份触变剂R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入20份Desmofen@hardner OZ，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装冲入氮气保护，得到涂料CT02；

实施例3

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体P 03)的制备

将100份PolyTHF@2000MW(BASF)，15份DPG，47份TDI，16份PMA，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后升温到90℃进行反应，反应至所得预聚体的NCO％含量为5.1wt％，得到预聚体P 03；其中，两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质摩尔比为2.2：1，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.67，线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体氢键给体含量为1.99mol/kg。

(2)单组分高强度耐候弹性涂料(CT03)的制备

在隔绝空气条件下，将100份预聚体P 03，9份PMA，5份丁酮，3份乙酸丁酯，10份mesamoll，加入10份干燥的硫酸钡粉料，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202触变剂，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，0.01份Tinuvin@292，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入9份Desmofen@VP LS 2959固化剂，9份ADM-01固化剂，1.5份六氢苯酐，真空搅拌，降温到50℃，包装充入氮气保护，得到涂料CT03。

实施例4

单组分高强度耐候弹性涂料(CT04)的制备

在隔绝空气条件下，将90份所述预聚体P 02放置于搅拌容器中，加入10份ADT-02脂族预聚体，8份MPA，10份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入11份Desmofen@hardner OZ，以及9份ADM-01醛亚胺固化剂，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到涂料CT04。

实施例5

单组分高强度耐候弹性涂料(CT05)的制备

在隔绝空气条件下，将82份所述预聚体P03，11份脂族加合物ADT01，以及7份脲基加合物UAT01混合，加入8份MPA，以及10份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入7份Desmofen@hardner OZ，7份ADM-01醛亚胺固化剂，3份ADM-02固化剂，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到CT05单组分涂料。

实施例6

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体P 04)的制备

将100份poly THF@3000MW(巴斯夫公司生产)，15.5份DPg，5.5份Desmofen@N1420，20份MPA，49.6份TDI，在30℃条件下搅拌30min后，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后加热到90℃进行聚合反应，反应至测试反应体系中NCO％为5.7wt％，得到预聚体P04。其中，两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为3.8，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.8，线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体氢键给体含量为1.86mol/kg。

(2)单组分高强度耐候弹性涂料(CT06)的制备

在隔绝空气条件下，采用100份预聚体P 04，5份干燥的聚氯乙烯糊树脂，1份PTSI(对甲苯磺酰异氰酸酯)，加入8份MPA，10份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，6份色浆，真空搅拌后，加入15份Desmofen@VS LP 2949，6份ADM-01固化剂，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到涂料CT06。

对比例1

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体PM01)的制备

采用100份polyTHF@2000MW质量，17.4份TDI，在前述真空度、90℃反应3h，加入15份二甲苯，降温，得到预聚体PM01，两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为0：1，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为2：1，预聚体PM01的NCO％含量为3.1wt％，氢键给体的含量为0.85mol/kg。

(2)单组分涂料(CM01)的制备

在隔绝空气条件下，将100份预聚体PM 01，8份MPA，5份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，R2025份，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入7.5份Desmofen@VS LP2949，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到涂料CM01。

对比例2

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体PM02)的制备

采用100份PolyTHF@2000MW，加入6.7份DPG，加34.8.份TDI，加入10份PMA，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后升温到90℃反应3h，降温，得到预聚体PM02，其中，两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比1：1，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为2：1；预聚体PM02的NCO％含量为5.5wt％，氢键给体含量为1.41mol/kg。

(2)单组分涂料(CM02)的制备

取上述100份预聚体PM02，加入8份MPA，以及5份丁酮MEK，消泡剂940T 0.1份，EFKA3600流平剂0.05份，R2025份，抗紫外剂Tinuvin@1230.01份，抗氧剂DPDP 1份，色浆5份，真空搅拌后，加入Desmofen@VS LP2949 10份，以及加入10份ADM-01，以及水杨酸1.5份，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到涂料CM02。

对比例3

(1)线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体PM03)的制备

将100份CAPA@PCL2302(苏威公司，BASF集团，3000分子量两官能团端羟基聚己内酯)，20份1,4丁二醇，加热融化后，加入67份TDI，加入15份乙酸丁酯，10份PMA，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后升温到90℃反应3h，加入15份二甲苯，降温，得到预聚体PM03。预聚体PM03粘度极高，超过15000cPs旋转粘度。预聚体PM03的NCO％含量13.0wt％，氢键给体含量为2.73mol/kg；两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比6.67:1，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.65:1。

(2)单组分涂料(CM03)的制备

将100份预聚体PM03，10份MPA，10份丁酮MEK，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后，加入27份Desmofen@hardner OZ，以及加入10份ADM-01，以及2份水杨酸，搅拌均匀，降温到50℃以下，包装充入氮气保护，得到涂料CM03。

对比例4

(1)含有三官能团芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体PM04)的制备

将90份CAPA@PCL 3901(苏威公司，BASF集团，端羟基三官能团聚己内酯，属于三官度端羟基长链物质)，100份CAPA@PCL 2100和9份1,4丁二醇，加热融化后，加入100份TDI，加入20份乙酸丁酯，10份PMA，在前述真空度、70℃条件下反应2h，然后升温到80℃反应3h，降温，得到预聚体PM04，预聚体PM04的NCO％含量为5.7wt％，氢键给体含量为2.3mol/kg

(2)单组分涂料(CM04)的制备

将100份预聚体PM04，加入10份MEK，10份二甲苯，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后加入14份Desmofen@hardner OZ，搅拌，得到涂料CM04，该涂料在标准实验条件下，充入氮气保护容器内储存，储存9天凝胶，不具有储存性能，没有使用和储存价值。

对比例5

(1)线性两官能度MDI类芳香族异氰酸酯预聚体(预聚体PM05)的制备

采用100份PolyTHF@2000MW，18份1,4丁二醇，118份MDI万华公司PM100LL，加入15份甲苯，5份PMA，在前述真空度、70℃条件下反应2h，升温到90℃反应3h，降温，得到预聚体PM05，其中，预聚体PM05的NCO％含量为5.8wt％，氢键给体含量为2.1mol/kg；两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质摩尔比为4:1，芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为1.76:1。

(2)单组分涂料(CM05)的制备

采用100份预聚体PM05，加入10份MEK，10份二甲苯，0.1份消泡剂940T，0.05份EFKA3600流平剂，5份R202，0.01份抗紫外剂Tinuvin@123，1份抗氧剂DPDP，5份色浆，真空搅拌后加入14份Desmofen@hardner OZ，搅拌，得到涂料CM05，

该涂料在标准实验条件下，充入氮气保护容器内储存，5天内开始凝胶，不具有使用和储存价值。

测试例1

将涂料CT01～CT06和CM01～CM03在标准实验条件下，将涂料刮成1.5mm厚度膜片，养护7天后依据GB/T16777测试拉伸强度和断裂伸长率，同时采用布氏粘度计测其粘度(CPS)，以及依据JC/T2435测试其一次厚涂是否起泡，以及膜片固化后，依据JC/T2435中人工气候老化照射1500h，其相关结果如表1所示：

且在天津武清崔黄口镇地毯产业园宏兴道6号做室外10年暴晒实验。

表1涂料CT01～CT06和CM01～CM03的性能测试结果

备注：厚涂起泡性和人工气候老化，依据JC/T2435的标准判断，厚涂起泡性为“无”标示没有气泡，即为合格；

由表1可知，对比例1制备的预聚体PM01的氢键给体低于1.2mol/kg，且芳族单体与活性氢物质摩尔比为2:1，使得涂料CM01的拉伸强度低、断裂伸长率高。尽管对比例2制备的预聚体PM02的氢键给体达到1.41mol/Kg，但是，-NCO：OH的摩尔比为2:1，使得涂料CM02变色严重，不具有室外耐候保色的性能。对比例3中，预聚体PM03制备过程中短链活性氢物质与长链段羟基物质的摩尔比超过了6:1，其预聚体PM03所制成涂料CM03发生凝胶。CM04涂料，为三官能团芳香族预聚体与潜伏性固化剂双噁唑烷混合而成，没有储存稳定性；CM05采用MDI芳香族单体所制成的芳香族预聚体，与潜伏性固化剂混合而成，没有储存稳定性能。而本发明实施例制备的CT01～CT06在标准实验条件下储存，其具有至少6个月以上的储存稳定性。

人工气候老化除满足JC/T2435要求的合格外，其颜色的色相不发生根本改变，其经过照射整体颜色轻微褪色，色差值ΔE不大于4。经过室外天津武清地区崔黄口镇地毯产业园宏兴道6号室外10年暴晒，CT01、CT02、CT03、CT04、CT05、CT06颜色可保持原有的基本色相，其色差值ΔE不大于4，没有发生根本性黄变，且不发花；但是，CM01和CM02严重黄变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单组分高强度耐候弹性涂料，制备原料包括线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂；

所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体由两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体聚合得到；所述芳香族二异氰酸酯单体的物质的量与两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质总物质的量之比为（1.15~1.95）：1；

所述两官能度活性氢短链物质包括两官能度端羟基短链物质和两官能度仲胺基短链物质中的一种或几种；

所述两官能度端羟基长链物质为端羟基聚四氢呋喃醚、端羟基聚甲基四氢呋喃醚、端羟基液化聚四氢呋喃醚和端羟基聚己内酯中的一种或几种；

所述两官能度端羟基短链物质的分子量<500g/mol，所述两官能度仲胺基短链物质的分子量<900g/mol；

所述两官能度端羟基长链物质的分子量为500~6000g/mol；

所述芳香族二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或甲苯二异氰酸酯；所述混合物中甲苯二异氰酸酯的摩尔分数>50%；

所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的氢键给体的含量为1.2~6.0mol/kg；所述氢键给体的含量为两官能度端羟基长链物质和两官能度活性氢短链物质中羟基和仲氨基的总数量与预聚体质量的比值；

所述两官能度活性氢短链物质与两官能度端羟基长链物质的摩尔比为（0~6）：1且不为0；

所述潜伏性固化剂为双环噁唑烷和多醛亚胺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述两官能度活性氢短链物质中除羟基和仲胺基外的残基为碳氢链段、含杂原子的碳氢链段、含有苯环基团的碳氢链段或既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段，所述含杂原子的碳氢链段和既含有杂原子又含有苯环的碳氢链段中的杂原子独立地包括氧、氮和硫中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述双环噁唑烷为分子中含有两个可以水解的噁唑烷五元环基团的物质；

所述多醛亚胺为分子中含有两个和/或三个醛亚氨基团的物质。

4.根据权利要求1~3任一项所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括脂族多异氰酸酯；

所述脂族多异氰酸酯与线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比为（0~0.5）：1；

所述脂族多异氰酸酯包括脂族二异氰酸酯的单体、低聚体、预聚体和加合物中的一种或几种；

所述脂族二异氰酸酯的单体包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

所述脂族多异氰酸酯的低聚体包括六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的二聚体、三聚体和四聚体中的一种或几种，所述脂族多异氰酸酯的低聚体的官能度为2.5~3.5；

所述脂族多异氰酸酯的预聚体由多元活性氢化合物与脂族二异氰酸酯的单体反应得到；所述多元活性氢化合物中的活性氢基团包括羟基、巯基和仲氨基中的一种或几种；所述多元活性氢化合物包括多元醇、多元硫醇和多元仲胺中的一种或几种；所述多元活性氢化合物的分子量≤5000g/mol；所述脂族多异氰酸酯的预聚体为两官能度和/或三官能度的脂族多异氰酸酯的预聚体；

所述脂族多异氰酸酯的加合物由脂族多异氰酸酯的低聚体与单官能度活性氢化合物加成反应得到，所述单官能度活性氢基团化合物中的活性氢基团包括羟基、巯基或仲胺基。

5.根据权利要求1所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括脲基加合物；

所述脲基加合物与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体的质量比为（0~0.5）：1；

所述脲基加合物由线性二元胺扩链剂与两官能度异氰酸酯单体加成反应得到的端基为二异氰酸酯的线性加成物；

所述脲基加合物中还含有降粘剂，所述降粘剂的质量为脲基加合物和降粘剂总质量的30~90%。

6.根据权利要求1~5任一项所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述潜伏性固化剂的质量为总成膜物质量的2~45%，所述总成膜物包括含异氰酸酯基团的制备原料和潜伏性固化剂。

7.根据权利要求1~5任一项所述的单组分高强度耐候弹性涂料，其特征在于，所述单组分高强度耐候弹性涂料的制备原料还包括辅助材料；所述辅助材料包括填料、颜料、稳定剂、触变剂、偶联剂、催化剂、消泡剂、流平剂、抗氧剂、抗紫外剂、抗水生物助剂中的一种或几种；

所述填料包括无机填料和/或有机填料；所述无机填料粉包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰粉、石英粉、瓷粉、陶粉、玻璃粉、石榴石粉、立德粉和氧化铝中的一种或几种；所述有机填料包括聚氯乙烯和/或氯化聚乙烯；

所述颜料包括钛白粉、锌白粉、钡白粉、炭黑、酞青类颜料、铁红、铁黄、铁黑、铬黄和有机颜料中的一种或几种；

所述触变剂包括白炭黑、炭黑、酰胺类触变剂和脲基类触变剂中的一种或几种；

所述稳定剂包括对甲苯磺酰异氰酸酯和/或酰氯类稳定剂。

8.权利要求1~7任一项所述的单组分高强度耐候弹性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质与芳香族二异氰酸酯单体混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体；

将所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体、潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的单组分高强度耐候弹性涂料的制备方法，包括以下步骤：

将两官能度端羟基长链物质、两官能度活性氢短链物质、芳香族二异氰酸酯单体和降粘剂混合进行聚合反应，得到线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂；

将脂族多异氰酸酯、脲基加合物和辅助材料中的一种或几种与所述线性两官能度芳香族异氰酸酯预聚体-降粘剂混合，得到涂料前驱体；

将所述涂料前驱体与潜伏性固化剂和降粘剂在干燥条件下混合，得到单组分高强度耐候弹性涂料。

10.权利要求1~7任一项所述的单组分高强度耐候弹性涂料或权利要求8~9任一项所述制备方法得到的单组分高强度耐候弹性涂料在防水、防护、防腐、地坪、涂装或密封粘结中的应用；

所述应用的行业包括水利水电、建筑、市政、电力、新能源、机械、化工、交通、交通工具、采矿、采油、采气、电子、海洋工程、桥梁工程或地下工程。