一种快速固化高附着力刚性聚脲及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于用于钢结构防腐蚀刚性喷涂聚脲防护材料，涉及到刚性聚脲材料。
【背景技术】
[0002] 在石油、化工、管道、海洋工程等防腐领域里，绝大多数设备、管道、平台与化学介 质、大气、海水、土壤等腐蚀介质接触发生化学或电化学的作用而发生破坏。腐蚀介质的浓 度、环境温度变化无常，因此钢结构设备、管道、平台等会受到不同程度的腐蚀。使材料与腐 蚀介质隔开，如非金属涂层、衬里、暂时性防护材料等，防止对设备的磨损、腐蚀以及延长使 用寿命。
[0003] 传统的非金属涂层有环氧、聚氨酯、氯化橡胶、工程塑料及聚烯烃类化合物等有较 好的防护效果，但有施工复杂、使用寿命短、接缝难处理、维护费用高等弊病。
[0004] 聚脲材料的出现为防腐界提供了一种全新的材料和施工技术，集快速施工、环境 友好、防腐蚀性能强、使用寿命强等优点于一身，已在化工、水利、交通、机械等行业广泛应 用。但是其附着力参差不齐，成本较高，使其在某些领域应用不多。在实际应用在钢结构的 聚脲凝胶时间长达20s，附着力仅有lOMPa，阴极剥离半径仅有10mm，难以适应日益复杂的工 况环境，急需一种快速固化、高附着力的刚性聚脲。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题:避免上述技术不足，提供一种快速固化高附着力刚性 聚脲，快速凝胶固化、便于施工、高附着力、低成本;本发明的另一目的是提供一种快速固化 高附着力刚性聚脲的制备方法，工艺简单，易于操作。
[0006] 本发明为实现上述目的采用的技术方案如下：一种快速固化高附着力刚性聚脲， 其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下： A组分 异氰酸酯 50~70% 聚醚多元醇 30~40% 助剂 6~10% B组分 扩链剂 20~40% 聚醚多元醇 30~60% 催化剂 0~0.5% 色浆 0~1% 颜填料 0~10% 助剂 0~10%。
[0007] 所述的异氰酸酯选自4,4'_二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'_二苯基甲烷二异氰酸 酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4'_二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、甲 苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种混合，官能度大 于 2.0〇
[0008] 所述聚醚多元醇可以是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯 三元醇、聚四氢呋喃醚、聚己内酯多元醇、蓖麻油多元醇、聚醚DV-125中的一种或多种混合。 官能度在2-4之间，羟值当量在100~1000。
[0009] 所述扩链剂采用胺类扩链接、醇类扩链剂、或者胺类扩链剂和醇类扩链剂混合扩 链剂。所述胺类扩链剂选自二乙基甲苯二胺(DETDA)、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、N，N'_二 烷基甲苯二苯胺、4，4-双仲丁氨基二苯基甲烷(万华6200)、3，3 二氯-4，4 二氨基苯基甲 烷，脂肪族多元胺一种或者多种混合;醇类扩链剂选自1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、三羟甲基 丙烷、丙三醇、蓖麻油的一种或几种。
[0010]所述的催化剂可选自三亚乙基二胺、三乙醇胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡一种 或者多种复配。
[0011] 所述的颜料选自碳酸钙、滑石粉、炭黑、二氧化钛中的一种或多种混合。
[0012] 所述的助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、润湿分散剂、偶联剂、流平剂、除水剂。所 述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂333等;所述的紫外线吸收剂选自群-326、群-327、1^_ 320、UV-531、Tinuvin326等;所述的润湿分散剂选自BYK104S、BYK2008等;所述的偶联剂选 自KH550、KH560等;所述的流平剂选自BYK203、BYK110等;所述的除水剂选自Ti、3A活化粉、 3A分子筛等。
[0013] 本发明所述快速固化高附着力刚性聚脲制备方法，具体工艺包括以下几个步骤： (1) A组分的制备工艺：将聚醚多元醇加入到反应釜中，110~120°C，真空-0.08~-O.IMPa，搅拌脱水2~3小时，除去真空后降温至60°C以下加入异氰酸酯，加热到80~90°C保 温2~3小时后冷却加入助剂，搅拌均匀放料，制得A组分； (2) B组分的制备工艺:将胺类扩链剂、聚醚多元醇、颜料、催化剂和助剂按计量量加入 拉缸中，分散均匀0.5小时出料。
[0014] 本发明刚性聚脲与同类产品相比，具有显著有益效果： (1)本发明制得的材料，4,4_双仲丁氨基二苯基甲烷的加入改善了高NC0含量聚脲涂层 龟裂纹、脆性大的缺点。有较高的抗冲击性。
[0015] (2)本发明制得的材料，高效催化剂、高活性氨基扩链剂的加入缩短凝胶时间到 6s，属于快速固化、快干型聚脲材料，可缩短工期，有效提高施工效率。
[0016] (3)本发明制得的材料，聚醚DV-125、多苯基甲烷多异氰酸酯、3，3 ' -二氯-4，4 ' -二 氨基苯基甲烷等多官能度、多苯环原料的加入提高了聚脲的交联密度，增加了聚脲的刚性， 使其在钢结构上附着力达到15MPa，阴极剥离半径小于3mm，高性能得以适用各种工况环境， 拓宽了应用领域。
【具体实施方式】
[0017] 具体实施例1 一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下： A组分的制备：30份聚四氢呋喃多元醇PTMEG1000加入反应釜中，110~120°C，真空-0.08~-O.IMPa，搅拌脱水2~3小时，除去真空后降温至60°C以下加入63份的MDI-100,加热 至_~90°C保温2~3小时后冷却加入7份偶联剂KH560,搅拌均匀放料。
[0018] B组分的制备:将30份DETDA、45份聚四氢呋喃多元醇PTMEG1000、15份脱水蓖麻油、 0.3份二月桂酸二丁基锡、1份抗氧剂1010、1份UV-531、1份润湿分散剂BYK104S、1.2份流平 剂BYK203、1份钛白粉、4.5份除水剂3A活化粉加入拉缸中，高速分散0.5小时，搅拌均匀放 料。
[0019] 用美国Graco公司的XP3喷涂机按体积比1:1喷涂于管道表面，养护结束后，涂层性 能结果见表1:
具体实施例2 一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下： A组分的制备:40份聚氧化丙烯二元醇PPG2000加入反应釜中，110~120°C，真空-0.08 ~-0.1 MPa，搅拌脱水2~3小时，除去真空后降温至60°C以下加入35份的MDI-50，25份多苯 基甲烷多异氰酸酯PAPI，加热到80~90°C保温2~3小时后冷却加入5份偶联剂KH560,搅拌 均匀放料。B组分的制备:将30份DETDA、35份聚四氢呋喃多元醇PTMEG1000、25份聚乙二醇、 0.3份二月桂酸二丁基锡、1份抗氧剂1010、1份UV-531、1份润湿分散剂BYK104S、1.2份流平 剂BYK203、1份钛白粉、4.5份除水剂3A活化粉加入拉缸中，高速分散0.5小时，搅拌均匀放 料。
[0020] 用美国Graco公司的XP3喷涂机按体积比1:1喷涂于管道表面，养护结束后，涂层