一种超疏水改性聚脲涂料及其制备与应用的制作方法

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种超疏水改性聚脲涂料及其制备与应用。

背景技术：

聚脲是在聚氨酯基础上发展起来的，由氨基化合物和异氰酸酯反应生成的化学结构上带有脲基的一类化合物。由于端氨基中活泼氢与异氰酸酯的反应活性高，反应速率快，因此聚脲的固化速度要明显快于聚氨酯，且其固化过程受水分的影响非常小，某些配方的聚脲材料在施工过程中可实现步行固化，且几乎不受周围环境影响。另外，聚脲材料还具有良好的力学、防腐和耐热性能。作为涂料使用时，聚脲材料无论是在施工过程中还是使用过程中均具有良好的性能。然而，尽管聚脲涂料具有良好的性能，但是面对某些如疏水等要求时，普通的聚脲涂料无法满足，需要对其进行改性，进一步提高相关的性能。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种超疏水改性聚脲涂料及其制备与应用。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种超疏水改性聚脲涂料，包括重量比为5:1-1.5的a组分和b组分；

所述a组分包括如下重量份的原料：聚天门冬氨酸酯聚脲树脂30-50份、苯并噁嗪单体10-20份、分散剂0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、抗流挂助剂0.2-1.5份、炭黑0.5-3份、钛白粉5-15份、高光硫酸钡10-20份、偶联剂1-4份、消光粉2-5份、二甲苯5-8份、正丁酯5-8份；

所述b组分包括如下重量份的原料：环脂肪族聚异氰酸酯多聚体81-90份、硼酸5-20份、偶联剂1-3份。

作为优选，所述苯并噁嗪单体为双酚a型苯并噁嗪单体或双酚f型苯并噁嗪单体。

作为优选，所述分散剂采用efk4010、efk4050、efk4300、disperbyk101、disperbyk130、disperbyk160、dispers610s、tegodispers630、tegodispers700、dp-981、dp-982中的一种或多种。

作为优选，所述流平剂采用tegoglide410、tegoglide411、tegoglide450、tegoglideb1484、byk-370、、byk-375、byk-378、byk-uv-3510中的一种或多种。

作为优选，所述消泡剂采用byk-051、byk-055、byk-057、foamaster3063、perenol-el、dispalonox-77、dispalonp-420、dechem8700中的一种或多种。

作为优选，所述抗流挂助剂采用byk-410、byk-420、dispalon6900-hv、solthix250、lrcogel905中的一种或多种。

作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂采用kh-171、kh-550、kh-560、kh-792、kbm-5210、kbm-1003、wd-21、wd-22中的一种或多种。

作为优选，所述消光粉采用高纯度二氧化硅、acemattts100、acemattok607、acematttt3300中的一种或多种。

另一方面，还提供一种上述任意一项所述的超疏水改性聚脲涂料的制备方法，将a组分加热到60℃，然后a组分与b组分按5:1-1.5的重量比混合均匀，得到所述涂料。制备时先将a组分加热到60℃后再混合，涂料温度增加，粘度降低，升高温度能够有效降低a组分及a、b组分混合后涂料的粘度，使其更加适应涂料喷涂设备，提高喷涂效率。

另一方面，还提供一种上述任意一项所述的超疏水改性聚脲涂料的用途，作为涂料使用，或与弹性固化剂反应制备弹性材料，或与hdi三聚体反应制备刚性涂膜。

作为优选，作为涂料使用时，一次涂刷的湿膜厚度为40-100μm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明在具有聚脲涂料良好的力学、防腐和耐热性能的基础上，还具有超疏水性、高固含和耐候等特点，能够扩大适用范围，满足各种不同的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1涂料的疏水性能测试结果示意图；

图2为本发明实施例2涂料的疏水性能测试结果示意图；

图3为本发明对比例1涂料的疏水性能测试结果示意图；

图4为本发明对比例2涂料的疏水性能测试结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。除非另外定义，本发明公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

实施例1

一种超疏水改性聚脲涂料，包括重量比为5:1的a组分和b组分；

所述a组分包括如下重量份的原料：聚天门冬氨酸酯聚脲树脂30克、双酚a型苯并噁嗪单体20克、分散剂(disperbyk130)0.5克、流平剂(byk-370)0.2克、消泡剂(byk-055)0.2克、抗流挂助剂(byk-410)0.6克、炭黑1克、钛白粉9.5克、高光硫酸钡12克、偶联剂(kh-550)3克、消光粉(高纯度二氧化硅)3克、二甲苯4克、正丁酯4克；

所述b组分包括如下重量克的原料：环脂肪族聚异氰酸酯多聚体16克、硼酸2克、偶联剂2克。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的苯并噁嗪单体为双酚f型苯并噁嗪单体。

对比例1

与实施例1不同的是，本实施例中a组分聚天门冬氨酸酯聚脲树脂的含量为50克，取消双酚a型苯并噁嗪单体；b组分环脂肪族聚异氰酸酯多聚体的含量为22克，取消硼酸。

对比例2

与实施例2不同的是，本实施例中a组分聚天门冬氨酸酯聚脲树脂的含量为50克，取消双酚a型苯并噁嗪单体；b组分环脂肪族聚异氰酸酯多聚体的含量为22克，取消硼酸。

准备四块材质相同的被涂物，并对其进行前处理，所述前处理需要做到表面无锈、无油、无灰尘、无水达sa2.5级。将a组分加热到60℃，然后a组分与b组分按照配比进行混合均匀后喷涂至前处理后的被涂物上，喷涂时一次湿膜厚度为40-100μm。喷涂后进行固化，在60-80℃的条件下热固化30分钟，得到最终涂膜，并对其进行涂膜性能测试，其中，疏水性能测试结果如图1-4所示，所有测试结果如表1所示：

表1涂膜性能测试结果

从表1可以看出，一方面，本发明具有含固量高、耐候性强、耐腐蚀等特点，且耐磨性有所增强；另一方面，从涂层的静态纯净水接触角相比较，本发明相对于对比例1和对比例2均有明显的增加，且本发明的静态纯净水接触角都已经大于90°，涂层表面润湿性已经进入疏水区间。

综上所述，本发明一方面具有含固量高、耐候性强等特点；另一方面，利用苯并噁嗪单体对聚脲涂料进行改性，具体的，利用苯并噁嗪单体与硼酸加入聚脲体系，形成了聚脲和聚苯并噁嗪双聚合网络结构，增加了涂层的致密性，从而提高了涂层的疏水性，使得涂料的疏水性能明显增强，使得涂层具有良好的疏水性能，扩大本发明的适用范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。