一种聚脲涂料及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于聚脲涂料领域，具体涉及一种聚脲涂料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
聚脲涂料被广泛应用于工业领域，其一般是以胺作为交联剂或固化剂，和异氰酸酯反应形成聚脲，聚脲涂料不含催化剂，可快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，无流挂现象；涂料对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响；涂料100％固含量，不含任何挥发性有机物(voc)，对环境友好；具有优异的理化性能和良好的热稳定性。但现有的聚脲涂料存在着施工性能差、施工难度大，漆膜硬度低、附着力差、耐水性差、耐磨性差、耐化学品性差等问题，大大限制了聚脲涂料在重防腐领域的应用。


技术实现要素：

[0003]
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚脲涂料，该聚脲涂料对基材的附着力好，施工性能好，漆膜固化速度快，固化后的漆膜硬度高，具有优异的抗刮耐磨性能、耐水性能和耐化学品性能。
[0004]
本发明的技术方案如下：一种聚脲涂料，包括a组分和b组分；所述a组分包括以下按质量份数计算的组分：多异氰酸酯30-60份、丙烯酸改性聚氨酯乳液5-20份、环氧改性丙烯酸树脂5-20份、聚碳酸酯多元醇10-15份、聚醚多元醇10-15份；所述b组分包括以下按质量份数计算的组分：端氨基聚醚20-35份、氨基扩链剂20-30份、改性纳米无机填料1-15份、有机硅二元胺12-18份、（甲基）丙烯酸酯10-15份、流平剂0.1-1份和消泡剂0.1-1份、附着力促进剂1-3份。
[0005]
进一步的，所述多异氰酸酯为二苯甲烷-4,4
′-
二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯。
[0006]
进一步的，所述端氨基聚醚为端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚四氢呋喃、端氨基聚乙二醇中的至少一种。
[0007]
进一步的，所述氨基扩链剂为二乙基甲苯二胺和4,4
′-
双仲丁氨基二苯基甲烷。
[0008]
进一步的，所述改性纳米无机填料为经弱酸处理和端氨基硅烷改性的纳米无机填料。
[0009]
进一步的，所述弱酸为氢氟酸；所述端氨基硅烷为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；所述纳米无机填料为质量比1-2：2-3：1-3的al2o3、tio2和fe3o4。
[0010]
进一步的，所述改性纳米无机填料的制备方法为：将纳米无机填料与浓度为10%的弱酸按质量比1:10-100的比例混合，升温至85-95℃，腐蚀1-2h；过滤取滤渣，洗涤后，将所述滤渣与浓度为5%的端氨基硅烷丙酮溶液以质量比1:1-2混合，加入有机锡1-2wt%,搅拌反应1-3h，减压蒸馏去除丙酮即可。
[0011]
进一步的，所述有机硅二元胺的化学结构式为：
m=15-28。
[0012]
进一步的，所述（甲基）丙烯酸酯包括（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、乙氧基化己二醇二（甲基）丙烯酸酯中的至少一种。
[0013]
进一步的，所述流平剂包括氟改性丙烯酸类流平剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂。
[0014]
进一步的，所述消泡剂为有机硅酮。
[0015]
一种所述的聚脲涂料的制备方法，包括以下步骤：s1.制备a组分：将丙烯酸改性聚氨酯乳液、环氧改性丙烯酸树脂、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇和酯类溶剂混合后通入氮气，升温至80-85℃，减压脱水和脂类溶剂，降温至45-60℃，加入多异氰酸酯，搅拌反应1-2h，即得a组分；s2.制备b组分：将有机硅二元胺和（甲基）丙烯酸酯混合，加热至60-80℃，搅拌反应2-3h；降温至30-35℃，加入端氨基聚醚、氨基扩链剂、改性纳米无机填料、流平剂和消泡剂，300-500r/min搅拌30-60min,即得b组分。
[0016]
进一步的，所述酯类溶剂为乙酸乙酯。
[0017]
本发明具有如下有益效果：本发明a组分选用的丙烯酸改性聚氨酯乳液和环氧改性丙烯酸树脂，二者交联性好，可有效提高漆膜的致密性，从而提高漆膜对基材的附着力，提高漆膜的机械强度和耐腐蚀性能。选用的聚碳酸酯多元醇具有良好的抗氧化性和耐磨抗刮性能，搭配聚醚多元醇可提高涂料的流动性和施工性能，可有效提高漆膜对基材的附着力和漆膜的力学性能。
[0018]
本发明b组分选用的有机硅二元胺与（甲基）丙烯酸酯分子结构中的活性基团具有反应性，二者反应可形成具有有机硅基团的低聚反应物，反应物表面性能降低，其可在涂料中均匀分散，可有效提高涂料的施工性能和固化速度，提高漆膜对基材的附着力和柔韧性。反应物中有机硅基团的引入，有效提高了漆膜的热稳定性、耐水性和耐抗性。选用的改性纳米无机填料为经弱酸处理和端氨基硅烷改性的纳米无机填料，其在体系中分散性好，不易沉降团聚，端氨基硅烷的引入可使无机纳米填料能与漆膜紧密交联，可有效提高漆膜的硬度、抗冲击性能、抗刮耐磨性能和耐腐蚀性能。
具体实施方式
[0019]
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
[0020]
实施例下表为本发明聚脲涂料3个实施例的配方表（单位：份）：
其中，所述多异氰酸酯为质量比2:1的二苯甲烷-4,4
′-
二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯。
[0021]
所述氨基扩链剂为质量比为1:1的二乙基甲苯二胺和4,4
′-
双仲丁氨基二苯基甲烷。
[0022]
所述改性纳米无机填料的制备方法为：将纳米无机填料与浓度为10%的氢氟酸按质量比1:60的比例混合，升温至85℃，腐蚀1.5h；过滤取滤渣，洗涤后，将所述滤渣与浓度为5%的γ―氨丙基三乙氧基硅烷丙酮溶液以质量比1:2混合，加入有机锡1wt%,搅拌反应2h，减压蒸馏去除丙酮即可。所述纳米无机填料为质量比1：2：1的al2o3、tio2和fe3o4。
[0023]
所述有机硅二元胺的化学结构式为： 。
[0024]
一种所述的聚脲涂料的制备方法，包括以下步骤：s1.制备a组分：将丙烯酸改性聚氨酯乳液、环氧改性丙烯酸树脂、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇和酯类溶剂混合后通入氮气，升温至85℃，减压脱水和脂类溶剂，降温至45℃，加入多异氰酸酯，搅拌反应2h，即得a组分；s2.制备b组分：将有机硅二元胺和（甲基）丙烯酸酯混合，加热至80℃，搅拌反应2h；降温至35℃，加入端氨基聚醚、氨基扩链剂、改性纳米无机填料、流平剂和消泡剂，500r/min搅拌30min，即得b组分。
[0025]
对比例1对比例1与实施例1的区别在于：将聚碳酸酯多元醇替换为聚醚多元醇。
[0026]
对比例2对比例2与实施例2的区别在于：将改性纳米填料替换为质量比1：2：1的al2o3、tio2和fe3o4。
[0027]
对比例3对比例3与实施例3的区别在于：将有机硅二元胺替换为二元胺。
[0028]
测试本发明聚脲树脂3个实施例和3个对比例的的各项性能。以尺寸为100cm
×
100cm、表面经过打磨喷砂处理的钢板作为基材，样品中a组分和b组分的质量比为1:3，用聚脲喷涂设备将等量样品喷涂于基材表面，镀层厚度均一，养护7天后测试性能。测试结果见下表：可见，本发明聚脲涂料具有良好的耐磨性、柔韧性、强度、耐腐蚀性和抗冲击性。
[0029]
本发明聚脲涂料对基材的附着力好，施工性能好，漆膜固化速度快，固化后的漆膜硬度高，具有优异的抗刮耐磨性能、耐水性能和耐化学品性能。