CN115895415A - 一种耐候耐温变聚脲涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，包括以下原料：第一组份：脂肪族异氰酸酯预聚体；第二组分：聚天冬胺酸树脂、金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡、分散剂、气相二氧化硅和去离子水。本发明提供的聚脲涂料制得的聚脲涂层具有良好的断裂伸长率和拉伸强度、良好的耐温变性、高耐磨性、高附着力、良好的耐候性以及良好的耐化学品性，本发明产品配方合理、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种耐候耐温变聚脲涂料及其制备方法与应用。
背景技术
目前市场上使用的防水涂料主要有聚氨酯、丙烯酸酯涂料及聚合物改性乳化沥青涂料等。其中，由于聚氨酯涂料性能优异，价格适中，所以在防水涂料领域中占有重要份额。聚氨酯防水涂料又分双组分和单组分聚氨酯防水涂料，双组分涂料优点是性能比较稳定，易储存，受环境温度影响的程度低，缺点是施工不大方便。
一般涂料虽有整体无缝、便于施工的优点，但也有缺点，如涂膜厚度不够，每道涂刷只有零点几毫米，要提高其耐久性，就要反复涂刷；涂膜固化时间长，影响施工效率，且涂膜流淌使结膜厚度不匀，在低洼处堆积，也影响防水效果，有部分涂膜防水材料易发生低温冷脆现象，不耐老化，延伸率低，不能适应因基层裂缝和温度造成的变形。聚脲涂料是最近十年研制的一种新型防水材料，其突出的优点是即时混合、连续喷涂，一次喷涂厚度可达1～2mm，涂膜干燥快，5秒凝胶、1分钟后就可达到步行强度，因而施工效率高，不会发生流淌或表面粘结杂物等质量问题，但是，目前的聚脲涂料存在耐候性和耐温变性能不佳的问题。
为此，能够提供一种耐候耐温变的聚脲涂料是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种耐候耐温变聚脲涂料及其制备方法与应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐候耐温变聚脲涂料，包括以下原料：
第一组份：脂肪族异氰酸酯预聚体；
第二组分：聚天冬胺酸树脂、金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡、分散剂、气相二氧化硅和去离子水。
本发明在组合物中引入了聚天门冬氨酸树脂，形成的涂层比聚氨酯涂层具有更高的力学性能，比如耐磨性、弹性和耐介质性能；采用不含苯环的脂肪族异氰酸酯预聚体，确保本发明涂料组合物的优异耐候性。
优选的，所述第一组份和所述第二组分的质量比为1：2-5。
优选的，所述第二组分包括以下重量份原料：聚天冬胺酸树脂40-60份、金红石型钛白粉20-30份、陶瓷微珠8-12份、微硅粉10-15份、滑石粉5-8份、纳米硫酸钡4-6份、分散剂1-2份、气相二氧化硅2-5份和去离子水10-40份。
本发明采用的金红石型钛白粉具有遮盖力强、折光指数高(2.8)、太阳光反射系数大(≥80％)、耐候保色性好、耐化学品腐蚀等优点；选择的陶瓷微珠，球形结构，银白色，光散射率80-88％，硬度高，耐磨损，耐腐蚀，耐沾污，流平好，对太阳热反射率高，分布在涂料表面的陶瓷微珠，在受到冲击时，陶瓷微珠起滚珠润滑作用，对涂膜起保护作用，同时陶瓷微珠引发成膜物微裂纹，吸收和消释大量冲击能，减轻涂层进一步破损；同时添加硫酸钡可提高涂膜硬度；添加滑石粉可提高涂膜抗裂性和可打磨性，硅微粉具有良好的稳定性、分散性、硬度，吸油率低，能提髙的涂料的抗腐蚀性、耐磨性和耐温变性能，由上可知，本发明通过组分之间的复配，从整体上提高了聚脲涂料的耐候性和耐温变性能以及其它相关性能。
优选的，所述脂肪族异氰酸酯预聚体的制备方法为：将聚醚多元醇、三羟甲基丙烷和醋酸丁酯真空脱水后降温至70℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂，在80-85℃反应2.5-3h后，降温即得到脂肪族异氰酸酯预聚体。
优选的，所述聚醚多元醇、所述三羟甲基丙烷、所述醋酸丁酯和所述异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:0.015:0.1:1.85-2.2。
优选的，所述聚醚多元醇为PTMEG1000。
优选的，所述聚醚多元醇和所述铋催化剂的质量比为1:0.1。
上述所述一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按重量比称取第一组份和第二组分的原材料，备用；
(2)将聚天冬胺酸树脂、分散剂和去离子水加入分散缸中，搅拌分散30-40min，再加入金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡和气相二氧化硅搅拌20-30min，得到第二组分，备用；
(3)将所述第一组分和所述第二组分按质量比1：2-5混合均匀后，即得到一种耐候耐温变聚脲涂料。
优选的，步骤(1)和(2)所述搅拌的转速为600-800rpm。
如上述所述的一种耐候耐温变聚脲涂料在建筑涂层中的应用。
使用本发明涂料组合物时可采用常规水性涂料的刷涂、喷涂及滚涂施工工具，且可以根据使用场合的不同可常温干燥和烘烤加速反应固化成膜的两种方法。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明提供的聚脲涂料制得的聚脲涂层具有良好的断裂伸长率和拉伸强度、良好的耐温变性、高耐磨性、高附着力、良好的耐候性以及良好的耐化学品性，本发明产品配方合理、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
具体实施方式
下面将对本发明实施例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。
实施例1
一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按重量比1:2称取第一组份和第二组分的原材料，备用；
其中，脂肪族异氰酸酯预聚体的制备方法为：将PTMEG1000、三羟甲基丙烷和醋酸丁酯真空脱水后降温至70℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂，在80℃反应3h后，降温即得到脂肪族异氰酸酯预聚体，聚醚多元醇、三羟甲基丙烷、醋酸丁酯、异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂的质量比为1:0.015:0.1:1.85:0.1；
第二组分包括以下重量份原料：聚天冬胺酸树脂40份、金红石型钛白粉20份、陶瓷微珠8份、微硅粉10份、滑石粉5份、纳米硫酸钡4份、分散剂BYK-1611份、气相二氧化硅2份和去离子水30份；
(2)将聚天冬胺酸树脂、分散剂和去离子水加入分散缸中，搅拌分散30min，再加入金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡和气相二氧化硅搅拌20min，得到第二组分，备用；
(3)将所述第一组分和所述第二组分按质量比1：2混合均匀后，即得到一种耐候耐温变聚脲涂料。
实施例2
一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(2)按重量比1:3称取第一组份和第二组分的原材料，备用；
其中，脂肪族异氰酸酯预聚体的制备方法为：将PTMEG1000、三羟甲基丙烷和醋酸丁酯真空脱水后降温至70℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂，在80℃反应3h后，降温即得到脂肪族异氰酸酯预聚体，聚醚多元醇、三羟甲基丙烷、醋酸丁酯、异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂的质量比为1:0.015:0.1:2:0.1；
第二组分包括以下重量份原料：聚天冬胺酸树脂60份、金红石型钛白粉30份、陶瓷微珠12份、微硅粉15份、滑石粉8份、纳米硫酸钡6份、分散剂BYK-1611份、气相二氧化硅4份和去离子水40份；
(2)将聚天冬胺酸树脂、分散剂和去离子水加入分散缸中，搅拌分散30min，再加入金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡和气相二氧化硅搅拌20min，得到第二组分，备用；
(3)将所述第一组分和所述第二组分按质量比1：2混合均匀后，即得到一种耐候耐温变聚脲涂料。
实施例3
一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(3)按重量比1:5称取第一组份和第二组分的原材料，备用；
其中，脂肪族异氰酸酯预聚体的制备方法为：将PTMEG1000、三羟甲基丙烷和醋酸丁酯真空脱水后降温至70℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂，在80℃反应3h后，降温即得到脂肪族异氰酸酯预聚体，聚醚多元醇、三羟甲基丙烷、醋酸丁酯、异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂的质量比为1:0.015:0.1:1.85:0.1；
第二组分包括以下重量份原料：聚天冬胺酸树脂50份、金红石型钛白粉30份、陶瓷微珠8份、微硅粉10份、滑石粉8份、纳米硫酸钡4份、分散剂BYK-1611份、气相二氧化硅4份和去离子水30份；
(2)将聚天冬胺酸树脂、分散剂和去离子水加入分散缸中，搅拌分散30min，再加入金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡和气相二氧化硅搅拌20min，得到第二组分，备用；
(3)将所述第一组分和所述第二组分按质量比1：2混合均匀后，即得到一种耐候耐温变聚脲涂料。
相关性能检测
实施例1-3涂料相关性能的检测结果见表1，
表1实施例1-3性能检测结果
耐候性测试
采用QUV人工加速老化仪进行耐老化试验，耐候性用60度角光泽度变化-失光率判断；
失光率定义为失光率＝(老化后光泽度老化前光泽度)/老化前光泽度*100％，实施例1-3的相关失光率见表2。
表2实施例1-3失光率结果
| 组别 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 240h | 0.3 | 0.3 | 0.4 |
| 480h | 1.1 | 1.3 | 1.3 |
| 720h | 1.9 | 2.1 | 2.0 |
| 960h | 2.4 | 2.5 | 2.4 |
由表2可见，实施例1-3的失光率在960h内均较小，说明耐候性好，具有显著的进步。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，包括以下原料：
第一组份：脂肪族异氰酸酯预聚体；
第二组分：聚天冬胺酸树脂、金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡、分散剂、气相二氧化硅和去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述第一组份和所述第二组分的质量比为1：2-5。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述第二组分包括以下重量份原料：聚天冬胺酸树脂40-60份、金红石型钛白粉20-30份、陶瓷微珠8-12份、微硅粉10-15份、滑石粉5-8份、纳米硫酸钡4-6份、分散剂1-2份、气相二氧化硅2-5份和去离子水10-40份。
4.根据权利要求1或2所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述脂肪族异氰酸酯预聚体的制备方法为：将聚醚多元醇、三羟甲基丙烷和醋酸丁酯真空脱水后降温至70℃以下，加入异佛尔酮二异氰酸酯和铋催化剂，在80-85℃反应2.5-3h后，降温即得到脂肪族异氰酸酯预聚体。
5.根据权利要求4所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇、所述三羟甲基丙烷、所述醋酸丁酯和所述异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:0.015:0.1:1.85-2.2。
6.根据权利要求4所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇为PTMEG1000。
7.根据权利要求4所述的一种耐候耐温变聚脲涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇和所述铋催化剂的质量比为1:0.1。
8.一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按重量比称取第一组份和第二组分的原材料，备用；
(2)将聚天冬胺酸树脂、分散剂和去离子水加入分散缸中，搅拌分散30-40min，再加入金红石型钛白粉、陶瓷微珠、微硅粉、滑石粉、纳米硫酸钡和气相二氧化硅搅拌20-30min，得到第二组分，备用；
(3)将所述第一组分和所述第二组分按质量比1：2-5混合均匀后，即得到一种耐候耐温变聚脲涂料。
9.根据权利要求8所述的一种耐候耐温变聚脲涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)所述搅拌的转速为600-800rpm。
10.如权利要求1-7任一项所述的一种耐候耐温变聚脲涂料在建筑涂层中的应用。
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- 2023-02-10 CN CN202310093251.8A patent/CN115895415A/zh active Pending
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