专利名称：一种旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子。
背景技术：
旋翼由桨毂和数片桨叶构成。旋翼的桨叶大部分采用复合材料如环氧玻璃钢做基材，这类复合材料的特点是相对密度小、比强度大、耐化学腐蚀性好。但是，在自然界中会受到日晒、雨淋、风沙击打等因素的作用，产生老化现象，使复合材料的外观、力学性能发生变化。为了提高复合材料的耐久性，需对复合材料喷涂涂料加以保护。而在喷涂底漆、面漆之前需对基材表面存在的缺陷加以处理，故需要用腻子来填补缺陷。这种腻子需要具有较强的附着力及强度、较好的柔韧性以便抵御桨叶的形变及受到的冲击等外力作用。同时腻子性能的好坏直接影响到后续桨叶涂层的施工。目前比较成熟的腻子有原子灰、环氧腻子和溶剂型聚氨酯腻子等。原子灰具有干燥快、易打磨、附着力强等优点，但其在低温下柔韧性变差且收缩性大、内聚力不足，不适合旋翼使用；环氧腻子虽具有干燥快、附着力强、易打磨等优点，但其在低温下(5°C以下)的反应活性较低且往往需要增韧处理；溶剂型聚氨酯腻子因含有溶剂导致收缩变形大且对环境不够友好而限制了其在旋翼上的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种常温快干、填充性好、施工方便、易打磨、对旋翼的桨叶有较强附着力且强度与柔韧性兼优的旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子。实现本发明目的的技术方案是一种旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子，由组分A 和组分B构成，其特征在于，组分A的各组分及其重量份用量为羟基树脂20 30、钛白粉 2 6、炭黑0. 5 2、沉淀硫酸钡15 25、滑石粉40 60、白云石2 6、分散剂0. 1 1、 消泡剂0. 1 1、流平剂0. 1 1 ；所述羟基树脂为重量比1 3 7的长链植物油酸改性聚酯树脂与自制活性稀释剂的混合物，其中，长链植物油酸改性聚酯树脂的羟值为50 250mgK0H/g，相对分子质量为2000 3000，25°C下自制活性稀释剂的粘度为200 400mPa · s ；所述自制活性稀释剂由己内酯或丁内酯单体在多元醇、催化剂的引发下开环聚合形成的，其中，己内酯或丁内酯单体多元醇催化剂的重量份比为190 860 100 0. 3 1，所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或几种；所述催化剂为钛酸四丁酯、 钛酸四异丙酯或辛酸亚锡中的一种或几种；所述长链植物油酸改性聚酯树脂是由多元酸和/或酸酐、多元醇加热酯化后，加入长链植物油酸、催化剂进行改性制得的；组分B为国产异氰酸酯类固化剂，它是由粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯按1 41的重量比混合而成；使用时，组分A与组分B按重量比4 6 1混合均勻即为无溶剂双组份聚氨酯腻子。上述无溶剂双组份聚氨酯腻子中，所述组分A中的钛白粉为国产锐钛型钛白粉； 炭黑为上海产3#炭黑；滑石粉为400 800目的滑石粉；分散剂为BI-161或BI-163 ；消泡剂为 AFC0NA-2722 或 AFC0NA_3^0 ；流平剂为 EFKA-3777 或 EFKA-3772。上述无溶剂双组份聚氨酯腻子中，所述长链植物油酸改性聚酯树脂的具体制备工艺由多元酸和/或酸酐、多元醇在160 220°C温度下酯化反应8 1 至酸价小于 5mgK0H/g后，加入长链植物油酸、催化剂进行改性制得的，其中多元酸和/或酸酐多元醇长链植物油酸催化剂的重量份比为100 90 232 6. 7 67 0. 2 0. 4 ；所述多元酸为己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，4_环己烷二甲酸中的一种或几种；所述酸酐为偏苯三酸酐或苯酐；所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2_丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6_己二醇、新戊二醇、2，2，4_三甲基戊二醇、1，4_环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或几种；所述长链植物油酸为蓖麻油酸、椰子油酸、大豆油酸或棕榈油酸中的一种或几种；所述催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或辛酸亚锡中的一种或几种。本发明的技术效果是本发明技术方案的无溶剂双组份聚氨酯腻子，其组分A的羟基树脂是选用适当比例的长链植物油酸改性聚酯树脂与自制活性稀释剂的混合物，其长链植物油酸改性聚酯树脂不仅提高了腻子的附着力和柔韧性，同时改善了树脂对颜料、填料的润湿性能，有助于腻子的施工；其自制活性稀释剂进一步降低了长链植物油酸改性聚酯树脂的粘度并调节了长链植物油酸改性聚酯树脂反应活性，减少VOC的排放，更符合环保要求；组分B选用粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯作为固化剂，除保证了腻子的常温快干性能外，同时还解决了腻子弹性过大与打磨性的矛盾。试验证明本发明的腻子对环氧玻璃钢类复合材料具有极强的附着力、常温快干、填充性好、施工方便易刮涂易打磨，腻子干燥后强度与柔韧性兼优(见表1)。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不受此限制。实施例中所用原料，除另有说明外均为涂料工业用工业品，可以通过商业渠道购得。各实施例中的“份”均为“重量份”；实施例1制备长链植物油酸改性聚酯树脂称取己二酸90份、苯酐10份、二乙二醇84份、三羟甲基丙烷11份加入到装有温度计、油水分离器和搅拌器的四口烧瓶中，充氮气保护约15min，缓慢加热至约60°C物料熔融后，开动搅拌器并继续加热至150°C时开始回流脱水，控制出水速率及油水分离器柱顶温在100士2°C范围内，控制升温速率10°C /h，在160°C 220°C之间反应8 12h，直至所测酸价小于5mgK0H/g后，加入蓖麻油酸31份反应池后，加入催化剂辛酸亚锡0. 2份促进反应进一步进行，当油水分离器柱顶温下降至70°C以下时，取样测酸值，当酸值小于2. Omg KOH/ g时结束反应。抽真空脱除少量溶剂及残余单体即得到长链植物油酸改性聚酯树脂，其羟值为179mg KOH/g，相对分子质量为2750，保存备用，其中多元酸和/或酸酐多元醇长链植物油酸催化剂的重量份比为100 95 31 0.2。实施例2制备自制活性稀释剂
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称取己内酯单体邪4份、1，4_ 丁二醇58份、三羟甲基丙烷42份及催化剂钛酸四丁酯0. 4份投入装有温度计、冷凝管和搅拌器的四口烧瓶中，充氮气保护约15min，缓慢加热至物料熔融后开动搅拌器，继续加热约Ih升温至175°C 180°C，保温池后降温出料，即得自制活性稀释剂，25°C下其粘度为280mPa*s，保存备用；其中，己内酯单体多元醇催化剂的重量份比为254 100 0.4，实施例3制备无溶剂双组份聚氨酯腻子1#将实施例1制得的长链植物油酸改性聚酯树脂与实施例2制得的自制活性稀释剂按重量比1 4混合均勻即得羟基树脂。称取羟基树脂25份，国产锐钛型钛白粉3. 75份、上海产3#炭黑0. 75份、沉淀硫酸钡22. 5份、滑石粉45份、白云石3. 75份、分散剂BI-1610. 1 份、消泡剂AFC0NA-27220. 1份及流平剂EFKA-37770. 1份加入捏合机内，捏合10 15min 后，用三辊机研磨至细度为60 μ m,出料即为组分A ；将市售粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯以4 1的重量比混合均勻即为组分B;取组分A与组分B按重量比6 1混合均勻，即为无溶剂双组份聚氨酯腻子1#。实施例4制备无溶剂双组份聚氨酯腻子2#将实施例1制得的长链植物油酸改性聚酯树脂与实施例2制得的自制活性稀释剂按重量比1 5混合均勻即得羟基树脂。称取羟基树脂25份，国产锐钛型钛白粉3. 75份、上海产3#炭黑0. 75份、沉淀硫酸钡20份、滑石粉47. 5份、白云石3. 75份、分散剂BI-1610. 1 份、消泡剂AFC0NA-32800. 5份及流平剂EFKA-37770. 1份加入捏合机内，捏合10 15min 后，用三辊机研磨至细度为60 μ m,出料即为组分A ；将市售粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯以3 1的重量比混合均勻即为组分B;取组分A与组分B按重量比6 1混合均勻，即为无溶剂双组份聚氨酯腻子姊。实施例5制备无溶剂双组份聚氨酯腻子3#将实施例1制得的长链植物油酸改性聚酯树脂与实施例2制得的自制活性稀释剂按重量比1 7混合均勻即得羟基树脂。称取羟基树脂25份，国产锐钛型钛白粉3. 75份、上海产3#炭黑0. 75份、沉淀硫酸钡21份、滑石粉47. 5份、白云石2. 75份、分散剂BI-1630. 5 份、消泡剂AFC0NA-32800. 5份及流平剂EFKA-37720. 5份加入捏合机内，捏合10 15min 后，用三辊机研磨至细度为60 μ m,出料即为组分A ；将市售粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯以4 1的重量比混合均勻即为组分B;取组分A与组分B按重量比4 1混合均勻，即为无溶剂双组份聚氨酯腻子3#。实施例6无溶剂双组份聚氨酯腻子的性能检测对实施例3、实施例4和实施例5制得的无溶剂双组份聚氨酯腻子1# 3#进行性能检测，检测方法均按国家相关标准进行，结果列在表1。表 权利要求
1.一种旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子，由组分A和组分B构成，其特征在于，组分A 的各组分及其重量份用量为羟基树脂20 30、钛白粉2 6、炭黑0. 5 2、沉淀硫酸钡 15 25、滑石粉40 60、白云石2 6、分散剂0. 1 1、消泡剂0. 1 1、流平剂0. 1 1 ；所述羟基树脂为重量比13 7的长链植物油酸改性聚酯树脂与自制活性稀释剂的混合物，其中，长链植物油酸改性聚酯树脂的羟值为50 250mgK0H/g，相对分子质量为 2000 3000，25°C下自制活性稀释剂的粘度为200 400mPa · s ；所述自制活性稀释剂由己内酯单体或丁内酯单体在多元醇、催化剂的引发下开环聚合形成的，其中，己内酯单体或丁内酯单体多元醇催化剂的重量份比为190 860 100 0. 3 1，所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或几种；所述催化剂为钛酸四丁酯、 钛酸四异丙酯或辛酸亚锡中的一种或几种；所述长链植物油酸改性聚酯树脂是由多元酸和/或酸酐、多元醇加热酯化后，加入长链植物油酸、催化剂进行改性制得的；组分B为国产异氰酸酯类固化剂，它是由粗制多亚甲基多苯基多异氰酸酯与改性二苯基甲烷二异氰酸酯按1 41的重量比混合而成；使用时，组分A与组分B按重量比4 6 1混合均勻即为无溶剂双组份聚氨酯腻子。
2.根据权利要求1所述的无溶剂双组份聚氨酯腻子，其特征在于，所述组分A中的钛白粉为国产锐钛型钛白粉；炭黑为上海产3#炭黑；滑石粉为400 800目的滑石粉；分散剂为 BYK-161 或 BI-163 ；消泡剂为 AFC0NA-2722 或 AFC0NA_3^0 ；流平剂为 EFKA-3777 或 EFKA-37720
3.根据权利要求1所述的无溶剂双组份聚氨酯腻子，其特征在于，所述长链植物油酸改性聚酯树脂的具体制备工艺由多元酸和/或酸酐、多元醇在160 220°C温度下酯化反应8 1 至酸价小于5mgK0H/g后，加入长链植物油酸、催化剂进行改性制得的，其中多元酸和/或酸酐多元醇长链植物油酸催化剂的重量份比为100 90 232 6. 7 67 0.2 0.4;所述多元酸为己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，4_环己烷二甲酸中的一种或几种；所述酸酐为偏苯三酸酐或苯酐；所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2_丙二醇、1，4_丁二醇、1，6_己二醇、新戊二醇、2，2，4-三甲基戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或几种；所述长链植物油酸为蓖麻油酸、椰子油酸、大豆油酸或棕榈油酸中的一种或几种；所述催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或辛酸亚锡中的一种或几种。
全文摘要
本发明涉及一种旋翼用无溶剂双组份聚氨酯腻子，其组分A的各组分及其重量份用量为羟基树脂20～30、钛白粉2～6、炭黑0.5～2、沉淀硫酸钡15～25、滑石粉40～60、白云石2～6、分散剂0.1～1、消泡剂0.1～1、流平剂0.1～1；所述羟基树脂为重量比1∶3～7的长链植物油酸改性聚酯树脂与自制活性稀释剂的混合物；组分B由粗制PAPI与改性MDI按1～4∶1的重量比混合而成；使用时，组分A与组分B按重量比4～6∶1混合均匀即可。本发明的腻子对环氧玻璃钢类复合材料具有极强的附着力、填充性好、施工方便易打磨、符合环保要求。其综合性能完全可以满足旋翼的使用要求。
文档编号C08G63/49GK102408768SQ20111037762
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者周如东, 潘云飞, 王李军, 谭伟民, 陆文明 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油常州涂料化工研究院, 中海油能源发展股份有限公司