一种桥梁抗凝冰型双组分聚脲防水涂料的制备方法及其应用

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一种桥梁抗凝冰型双组分聚脲防水涂料的制备方法及其应用
【专利摘要】本发明公开了一种桥梁抗凝冰型双组份聚脲防水涂料的制备方法及其应用,所述的桥梁抗凝冰型双组份聚脲防水涂料主要包括氟改性聚氨酯预聚物组分和含氟复合树脂组分两个部分,其制备方法包括以下步骤:步骤一是将聚合物多元醇、全氟聚醚二元醇、羟基官能团氟类扩链剂与脂肪族异氰酸酯反应后,加入氟改性聚氨酯预聚物用溶剂,混合均匀得到氟改性聚氨酯预聚物组分;步骤二是将脂肪族位阻胺化合物、氟碳树脂、脂肪族仲胺扩链剂和助剂混合分散均匀,得到含氟复合树脂组分。本发明所述桥梁抗凝冰型手刮聚脲防水涂料,在除冰高效、安全、环保等优点的同时,还具有耐腐蚀、耐磨损、防老化、表面自洁等复合功能。
【专利说明】
-种桥梁抗凝冰型双组分聚服防水涂料的制备方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明设及一种桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料的制备方法及其应用,属建筑 防水与防护涂料技术领域。
【背景技术】
[0002] 桥梁工程在各项工程中占据着重要地位,铁路和公路建设中都会设及到桥梁工程 的建设。与具有恒溫路基的路面不同,桥面铺装下部临空临水,往往先于路面结冰,车辆由 无冰雪路面行驶到结冰的桥面时,因对桥面路况估计不足极易造成交通事故,尤其是低溫 时节的夜晚,其冰害比路面冰害更具突发性与严重性,是桥面研究面临的重要问题。
[0003] 从国内外防冰除冰技术的投入成本、技术特点、施工难度、除冰效果等方面的综合 对比分析可W看出,传统的人工机械除冰W及化学除冰方法(除冰盐等)已经很难满足当前 交通建设和社会发展的需求。
[0004] 而防冰涂料在工程上简单易行、方便控制、成本较低、无能耗,更不存在环境污染 的问题,对使用效果有良好的预期前景,实际上在输电线路、风力满轮机叶片、飞机机翼等 的防冰防雪上已有类似涂料应用。
[0005] 中国专利CN103059650A公开了 一种用于高压输电线路防覆冰的纳米涂料,利用疏 水性高分子树脂和无机氣化物来实现涂料的防污和防覆冰,利用类钻碳提升涂料的硬度和 耐磨损性,解决了过冷水滴在高压输电线路上结冰的问题。
[0006] 中国专利CN104449317A公开了一种防冰雪覆盖涂料,W氣硅烷和聚氨醋树脂为基 料,解决了公共设施建筑上冰雪粘附的问题。
[0007] 国外也有类似研究,如西班牙专利ES2230913T3和英国专利GB2463675A,公开并记 载了用于风力满轮机叶片的抗凝冰型涂料。
[000引国外大量研究表明超疏水涂料在防水、自清洁、防结霜、易除冰、抗腐蚀等方面具 有突出的表现,若将其应用于路桥防冰领域,可降低冰与基底之间的粘附力,使冻雨和雪可 W在行车等自然力的作用下滑落,仅利用重车车辆自行娠压即可达到破冰的目的,可有效 减少冰雪天气人员作业的风险;
[0009] 但当前抗冰涂料在桥梁结构上的应用国际上仍不多见,而若将W上抗冰涂料直接 应用于路桥防冰,则存在粘结、耐候、耐磨、耐蚀不足等缺陷,在科技高度发展的今天,能否 将防冰涂层技术应用于抑制桥梁结冰,发展生态无害的桥梁防冰技术显得尤为重要。
[0010] 另一方面,聚脈涂料技术是国内外最近20年开发的一种新材料、新技术,具有固化 速率快、理化性能优异、耐老化、耐磨蚀能力强等诸多优点,在诸多有耐磨蚀和耐候要求的 场合已有大量应用。但现有当前市场中的聚脈涂料不具备超疏水特性,没有抗凝冰功能,若 能将超疏水技术与聚脈涂料技术结合,发展耐候耐磨的抗凝冰涂层将存在重要意义。

【发明内容】

[0011] 为了实现传统桥梁防护涂层在抗冰性方面的功能性突破,实现"防水、防冰、耐磨 蚀"一体化,本发明将超疏水技术与聚脈技术有机结合并将其应用于路桥防冰领域,提供一 种桥梁抗凝冰型手刮聚脈防水涂料的制备方法及其应用,实现重大战略优势,在除冰高效、 安全、环保的同时,还具有耐腐蚀、耐磨损、防老化、表面自洁等复合功能。
[0012] 本发明所述桥梁抗凝冰型手刮聚脈防水涂料是将具有超疏水功能的氣化物引入 具有极佳耐磨蚀性能的聚脈防水涂料中,所述涂料兼具防水、防腐、防冰、耐磨、耐老化等功 能。
[0013] 本发明所述的桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料,主要包括氣改性聚氨醋预聚物 组分和含氣复合树脂组分两个部分,其制备方法包括W下步骤:
[0014] (1)氣改性聚氨醋预聚物组分的制备:聚合物多元醇、全氣聚酸二元醇、径基官能 团氣类扩链剂与脂肪族异氯酸醋进行亲核加成反应后,加入氣改性聚氨醋预聚物用溶剂, 混合均匀得到氣改性聚氨醋预聚物组分;
[0015] (2)含氣复合树脂组分的制备:将脂肪族位阻胺化合物、氣碳树脂、脂肪族仲胺扩 链剂和助剂混合分散均匀,得到含氣复合树脂组分。
[0016] 所述步骤(1)中所述的聚合物多元醇为聚酸多元醇和聚醋多元醇的混合物;聚酸 多元醇与聚醋多元醇的混合比例范围为95:5~65:35;
[0017] 所述聚酸多元醇为聚氧化丙締为主链的二醇或Ξ醇;其数均分子量选用本领域常 用数均分子量,优选为2000~4000;所述聚醋多元醇为脂肪族聚醋多元醇,径基含量为3% ~3.5%。
[001引所述聚酸多元醇为N220、肥40、N330。
[0019] 所述聚醋多元醇为拜耳聚合物责任有限公司的Desmophen 670或珠海飞扬化工有 限公司的F1190。
[0020] 所述的全氣聚酸二元醇为PFPE(Perf luoropolyethers)型含氣聚酸二醇,是一类 径基封端、主链含氣的聚酸无规低聚物,其通用结构式如下所示,其中P:q = 〇.6~1.2,数均 分子量2000-4000;可商购。
[0021] 0 肥出CF2〇(CF2CF2〇)FKCF2〇)qCF2CH2〇H
[0022] 所述全氣聚酸二元醇为Solvay(索尔维(上海))公司生产的Fomblin"Z-D化的产 品D
[0023] 在本发明所述的制备方法中,利用上述全氣聚酸二元醇参于与异氯酸醋的预聚反 应,可将氣基团引入预聚物软段结构中。
[0024] 所述的径基官能团氣类扩链剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氣-1,6-己二醇 (CsHsFsOs)、1H,1H,細,8H-十二氣-1,8-辛二醇(C姐6Fi2〇2 )、2,2,3,3-四氣-1,4-下烧二醇 (C祖6F402 )等中的至少一种。
[0025] 在本发明所述的制备方法中,利用上述氣类扩链剂参于与异氯酸醋的预聚反应, 可将氣基团引入预聚物硬段结构中。
[0026] 所述聚酸多元醇、聚醋多元醇、全氣聚酸二元醇与径基官能团氣类扩链剂之间的 质量比为 1:(0.07~0.5) :(0.1 ~0.25) :(0.01 ~0.1)。
[0027] 所述脂肪族异氯酸醋为皿I、IPDI、Hi2MDI、皿I缩二脈、皿ΙΞ聚体、IPDIS聚体中的 至少一种,优选为IPDI、Hi2MDI、皿ΙΞ聚体中的至少一种。
[0028] 所聚酸多元醇、聚醋多元醇、全氣聚酸二元醇、径基官能团氣类扩链剂与脂肪族异 氯酸醋预聚反应完成后,所得预聚物的异氯酸根含量为7 %~9 %。
[0029] 所述预聚反应完成后,加入氣改性聚氨醋预聚物用溶剂稀释,所述溶剂选自乙酸 乙醋、乙酸下醋、下二酸二甲醋、戊二酸二甲醋、己二酸二甲醋中的至少一种W上任意比例 混合物。
[0030] 具体的,在本发明制备方法步骤(1)中,聚合物多元醇、全氣聚酸二元醇、径基官能 团氣类扩链剂与脂肪族异氯酸醋在催化剂存在下反应。所述催化剂为辛酸亚锡和/或二月 桂酸二下基锡,催化剂的用量为聚合物多元醇、全氣聚酸二元醇、径基官能团氣类扩链剂与 脂肪族异氯酸醋总质量的0.01 %~0.03%。
[0031] 通常,为了方便操作,催化剂只选用一种物质,即可W为辛酸亚锡或二月桂酸二下 基锡。
[0032] 更为具体的操作可W是:将聚酸多元醇、聚醋二元醇、全氣聚酸二元醇、径基官能 团氣类扩链剂加入聚合蓋中,真空度-0.08-0.1M化、110-120°C下脱水1.5-3小时后,W卡 尔费休法测得含水率低于万分之五,通氮气或干燥空气解除真空,降溫至68-75°C;加入脂 肪族异氯酸醋和催化剂,恒溫反应30~40min后,升溫至75-85°C恒溫反应2-3小时,W甲苯- 二正下胺法,参见GB/T 12009.4-1989,测得预聚体最终异氯酸根含量达聚合反应前设计的 最终NC0%理论残留量,反应完成后降溫至50-60°C,加入氣改性聚氨醋预聚物用溶剂揽拌 均匀后得到氣改性聚氨醋预聚物组分。
[0033] 其中,所述氣改性聚氨醋预聚物组分最终的异氯酸根含量为6~8%。
[0034] 在本发明中,所述制备方法步骤(2)中所述的脂肪族位阻胺化合物为二聚型聚天 口冬氨酸醋,其通用结构式如下所示,可商购。所述聚天口冬氨酸醋的数均分子量在500~ 700范围内,NH当量在250~350g/mol范围内,其中NH当量是指每mol聚天口冬氨酸醋分子中 所含仲氨基的质量。
[0035]
[0036] 所述的脂肪族位阻胺化合物为拜耳聚合物责任有限公司的型号为Desmophen NH 1420、Desmo地en NH 1520的商品。
[0037] 所述的氣碳树脂为Ξ氣氯乙締或四氣乙締与烷基乙締基酸或醋的共聚物,其分子 结构中含有径基官能团,可参与成膜过程中的交联固化反应,将氣基团大量引入固化后的 涂膜分子结构当中;可商购。
[0038] 所述的氣碳树脂为日本旭硝子公司生产的牌号为LF100、200、302产品。
[0039] 所述的脂肪族仲胺扩链剂为慢反应型脂肪族二仲胺,是一类新型抗紫外线老化聚 脈扩链剂;选自4,4 双仲下氨基二环亚己基甲烧,分子式如下;
[0040]
[0041] 所述的脂肪族仲胺扩链剂为U0P公司生产的型号为Clearlink T1000,数均分子量 322的商品。
[0042] 所述脂肪族位阻胺化合物、氣碳树脂与脂肪族仲胺扩链剂之间的质量比为1:(0.1 ~0.5):(0.0087~0.0125)。
[0043] 所述制备方法步骤(2)中所述的助剂为本领域可选用的多种助剂,具体品种和用 量均可由本领域技术人员经试验确定。
[0044] 所述助剂按质量份数计包括W下组分:分散剂0.2~0.4份、共分散剂0.1~0.3份、 颜料5~10份、粉体填料18~35份、流平剂0.2~0.4份、消泡剂0.2~0.4份、触变剂0.2~0.4 份、环保型稀释剂5~8份。
[0045] 上述质量份数的计量基准与前述质量份数基准相同。
[0046] 具体的,所述分散剂为业内常用阴离子分散剂,市售可得,可选自市售毕克化学公 司的服Y-110、BYK-118或东竞市皇漆化工原料有限公司的Lencolo 1250。
[0047] 所述共分散剂为空间位阻胺2-氨基-2-甲基-1-丙醇,CAS NO. 124-68-5,(AMP),研 磨过程中加入,可防止颜料的重新聚集,使颜料分散性能达到最佳,市售可得。
[004引所述颜料选自金红石型铁白粉,炭黑、纳米级氧化铁(黑、红、黄、绿)中的至少一 种;
[0049] 金红石型铁白粉为市售R-103、R-902、R-960;
[0050] 所述的粉体填料选自细度为800~2000目的滑石粉、碳酸巧、分子筛活化粉中的至 少一种。
[0051 ] 所述的流平剂可选自市售毕克化学公司的BYK300、BYK306、BYK333或己斯夫科宁 化工公司的PERENOL" F40。
[0化2] 所述消泡剂选自市售毕克化学公司的BYK-A 530、BYK-A 555或普通甲基硅油201。
[0053] 所述防沉剂选自有机膨润±、气相二氧化娃、聚酷胺蜡等业内常用的涂料流变控 制剂中的任意一种。
[0054] 所述聚酷胺蜡为市售日本楠木化成株式会社生产的Disparlon6900-20X或英国海 名斯特殊化学公司提供的THIXATR0L P200X防沉剂。
[0055] 所述环保型稀释剂选自碳酸丙醋、碳酸乙醋、下二甲酸二甲醋、戊二甲酸二甲醋、 已二甲酸二甲醋中的一种或多种复合。
[0056] 本发明所述的桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料应用于路桥混凝±表面防水、防 腐、抗冰等功能性防护。
[0057] 本发明所述的桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料的应用方法:将氣改性聚氨醋预 聚物组分与含氣复合树脂组分按质量比1:1配置成漆后,均匀涂覆于路桥混凝±基面或经 过处理的路桥混凝±基面。
[005引优选的,涂覆于经表面清洁、抛丸处理、坑桐修补、涂刷底漆等工艺处理后的路桥 混凝±基面。
[0化9] 涂布厚度较佳为1.5-3.0mm。
[0060]本发明所提供的聚脈涂料可操作时间较长,施工时无需大型喷涂设备,可采用滚 涂、刷涂或刮涂的方式施工。与传统的喷涂聚脈不同,施工时无需大型喷涂设备,施工工艺 简单,
[0061 ] 优选的,单遍涂覆厚度0.5-1.0mm,两遍W上施工。
[0062] 本发明所述的一种桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料,利用含径基氣化物分别引 入聚脈涂料的预聚物组分和含氣复合树脂组分,与现有技术相比,本发明将拥有超疏水性 能的氣链段的更为广泛地分布于涂膜分子链结构中,能够更好的发挥氣化物结构的疏冰、 疏水、耐候、耐腐蚀、耐酸碱和抗污自洁等优势,降低冰与桥梁路面之间的粘附力,使冰层可 在行车等自然力的作用下滑落,利用重车车辆自行娠压即可达到破冰的目的。
[0063] 另一方面,本发明利用可刷涂的脂肪族聚脈作为涂料的本体材料,利用其结构中 大量的极性基团与基材或经修饰处理的基材结合,发挥聚脈的高强度、高耐磨、高附着力、 高耐候等优势,大大提升了涂料的工程耐久性。
【具体实施方式】
[0064] W下是本发明的具体应用实例,但本发明不受W下实施例内容限制;本发明中的 原料与试剂均为工业级,市售可得。
[0065] 实施例中部分原材料的厂家及型号如下:
[0066] 1、聚酸多元醇,含水率0.1 % W下:
[0067] (1)江苏钟山化工有限公司生产的聚酸多元醇N220,数均分子量2000;
[0068] (2)江苏钟山化工有限公司生产的聚酸多元醇N240,数均分子量4000;
[0069] (3)江苏钟山化工有限公司生产的聚酸多元醇N330,数均分子量3000;
[0070] 2、聚醋多元醇,含水率0.1 % W下:
[0071] (1)拜耳聚合物责任有限公司生产、型号为Desmophen 670,径值3.5%(W下简称 "Desmophen 670");
[0072] (2)珠海飞扬化工有限公司生产、型号为F1190,径值3%(W下简称"F1190");
[0073] 3、全氣聚酸二元醇
[0074] (1)索尔维(上海))公司生产、工业品名为Fomblin '' Z-D化,数均分子量2000;
[0075] (2)索尔维(上海))公司生产、工业品名为Foniblin"Z-D化,数均分子量3000;
[0076] (3)索尔维(上海))公司生产、工业品名为F〇mblm''Z-D化,数均分子量4000;
[0077] 4、聚天口冬氨酸醋:
[007引 (1)拜耳聚合物责任有限公司生产、型号Desmophen NH 1420(?下简称 "Desmo地en NH 1420"),数均分子量554,畑当量277g/mol;
[0079] (2)拜耳聚合物责任有限公司生产、型号Desmophen NH 1520(?下简称 "Desmo地en畑1520"),数均分子量582,畑当量291g/mol;
[0080] 5、氣碳树脂
[0081 ] (1)日本旭硝子公司生产、牌号LF100,固体份50 %,径值26m術)H/g;
[0082] (2)日本旭硝子公司生产、牌号1。200,固体份60%,径值32111巧細/邑;
[0083] (3)日本旭硝子公司生产、牌号1。302,固体份50%,径值24111巧細/邑;
[0084] 6、分散剂:
[0085] (1)毕克化学公司生产、型号为服Y-110(W下简称"服Υ-11(Π ;
[0086] (2)毕克化学公司生产、型号为服Υ-118(W下简称"服Υ-11穿');
[0087] (3)东竞市皇漆化工原料有限公司生产、型号为Lencolo 1250(W下简称"Lencolo 1250");
[008引 7、消泡剂:
[0089] (1)毕克化学公司生产、型号为BYK-A 555(W下简称"BYK-A 555");
[0090] (2)毕克化学公司生产、型号为BYK-A 530(W下简称"BYK-A 530");
[0091] 8、流平剂:
[0092] (1)毕克化学公司生产、型号为BYK300(W下简称"ΒΥΚ30(Π ;
[0093] (2)毕克化学公司生产、型号为ΒΥΚ306(W下简称"ΒΥΚ30护);
[0094] (3)毕克化学公司生产、型号为BYK333(W下简称"ΒΥΚ333");
[009引(4)己斯夫科宁化工公司生产、型号为PERENOI/ F40 ( W下简称"PERENOI/I F40")0
[0096] 9、防沉剂:
[0097] (1)日本楠木化成株式会社生产、型号为Dispa;rlon6900-20X(W下简称 "Disparlon690〇-2〇r);
[0098] (2)英国海名斯特殊化学公司生产、型号为THIXATR0L P200X(W下简称叩20〇r )。
[0099] 下述实施例中,作为对比的纯聚脈涂层为苏博特型号为KU'?-1-,313的聚脈涂料产 品D
[0100] 实施例1
[0101] (1)将200g聚酸多元醇N220、18g聚醋二元醇F1190、50g全氣聚酸二元醇阶η制in ' Z-D0L(数均分子量2000)、2g扩链剂2,2,3,3,4,4,5,5-八氣-1,6-己二醇加入反应容器中, 真空度-0.08MPa、115°C下脱水3小时(脱水后W卡尔费休法测得含水率0.025 % )后,通氮气 或干燥空气解除真空,降溫至68°C ;加入异氯酸醋115.5gIPDI和催化剂0.1 g辛酸亚锡,恒溫 反应30min后,升溫至75°C恒溫反应2小时,反应完成后降溫至50°C,加入128.5g己二酸二甲 醋揽拌均匀后,得到氣改性聚氨醋预聚物组分,通过甲苯-二正下胺(GB/T 12009.4-1989) 法测得预聚体最终异氯酸根含量为6.1 % ;
[0102] (2)在混合蓋1中依次加入400g聚天口冬氨酸醋NH1420、40g氣碳树脂LF-100、5g4, 4' -双仲下氨基二环亚己基甲烧、4.地分散剂服Y-118、3. Ig共分散剂2-氨基-2-甲基-1-丙 醇、102.知铁白粉R902、20.5g炭黑、358.5g粉体填料,40°C下揽拌均匀后,经邸式砂磨机研 磨分散,将研磨后的分散体引入混合蓋2内,4.2g流平剂BYK300、2 . Ig消泡剂BYK-A 530、 2.5g触变剂013934〇116900-20乂、81.9肖碳酸丙醋混合分散30111111,得到含氣复合树脂组分。
[0103] 表1实施例1应用数据
[0104]
[0105] 实施例2
[0106] (1)将196g聚酸多元醇N330、14g聚醋二元醇F1190、30g全氣聚酸二元醉Fomblin'i Z-D0L(数均分子量3000)、2.5旨扩链剂化巧,細,細-十二氣-1,8-辛二醇加入反应容器中, 真空度-0.09MPa、120°C下脱水2小时(脱水后W卡尔费休法测得含水率0.013%)后,通氮 气或干燥空气解除真空,降溫至68°C ;加入异氯酸醋141.4g出2MDI和催化剂0. (Mg辛酸亚锡, 恒溫反应40min后,升溫至85°C恒溫反应2小时,反应完成后降溫至60°C,加入53.5g下二酸 二甲醋揽拌均匀后,得到氣改性聚氨醋预聚物组分,通过甲苯-二正下胺(GB/T12009.4- 1989)法测得预聚体最终异氯酸根含量为7.9% ;
[0107] (2)在混合蓋1中依次加入%2g聚天口冬氨酸醋NH1420、100g氣碳树脂LF-100、 3g4,4'-双仲下氨基二环亚己基甲烧、地分散剂服Y-110、lg共分散剂2-氨基-2-甲基-1-丙 醇、27.5g铁白粉R103、6.9g炭黑、308.5g滑石粉、50g分子筛活化粉,45°C下揽拌均匀后,经 邸式砂磨机研磨分散,将研磨后的分散体引入混合蓋2内,地流平剂BYK333、2g消泡剂BYK-A 555、2g触变剂0139日4〇116900-20乂、34.知戊二酸二甲醋混合分散35111111,得到含氣复合树脂 组分。
[010引表2实施例2应用数据
[0109]
[0110] 实施例3
[0111] (1)将180g聚酸多元醇N240、90g聚醋二元醇Desmophen 670、20g全氣聚酸二元醇 Fomblin'"Z-D0L(数均分子量4000)、5.4g扩链剂2,2,3,3-四氣-1,4-下烧二醇加入反应容器 中,真空度-0.1 MPa、110°C下脱水1.5小时(脱水后W卡尔费休法测得含水率0.022% )后,通 氮气或干燥空气解除真空,降溫至75°C ;加入异氯酸醋305.26g皿ΙΞ聚体和催化剂0.1?辛 酸亚锡,恒溫反应35min后,升溫至80°C恒溫反应2.5小时,反应完成后降溫至55°(:,加入 52.3g乙酸乙醋和40g乙酸下醋揽拌均匀后,得到氣改性聚氨醋预聚物组分,通过甲苯-二正 下胺(GB/T 12009.4-1989)法测得预聚体最终异氯酸根含量为6.5% ;
[0112] (2)在混合蓋1中依次加入300g聚天口冬氨酸醋NH1520、150g氣碳树脂LF-200、 3g4,4'-双仲下氨基二环亚己基甲烧、2.地分散剂Lencolo 1250、0.75g共分散剂2-氨基-2- 甲基-1-丙醇、59.3g铁白粉R960、14.8g氧化铁黑、16:3g碳酸巧,50°C下揽拌均匀后,经邸式 砂磨机研磨分散,将研磨后的分散体引入混合蓋2内,1.5g流平剂BYK306、1.5g消泡剂甲基 硅油201、1.5g触变剂THIXATWLP200X、43.7g碳酸乙醋混合分散40min,得到含氣复合树脂 组分。
[011引表3实施例3应用数据
[0114]
[0115]
[0116] 实施例4
[0117] (1)将200g聚酸多元醇N220、50g聚醋二元醇Desmophen 670、20g全氣聚酸二元醇 Fo:mblin?Z-D0L(数均分子量2000)、4g扩链剂2,2,3,3-四氣-1,4-下烧二醇加入反应容器 中,真空度-〇.〇88MPa、115°C下脱水2小时(脱水后W卡尔费休法测得含水率0.028%)后,通 氮气或干燥空气解除真空,降溫至70°C ;加入异氯酸醋97.66g出2MDI和54.36gHDIS聚体和 0. 〇9g催化剂二月娃酸二下基锡,恒溫反应35min后,升溫至80°C恒溫反应2小时,反应完成 后降溫至60°C,加入60.始戊二甲酸二甲醋揽拌均匀后,得到氣改性聚氨醋预聚物组分,通 过甲苯-二正下胺(GB/T 12009.4-1989)法测得预聚体最终异氯酸根含量为7.2% ;
[011引(2)在混合蓋1中依次加入300g聚天口冬氨酸醋NH1420、150g氣碳树脂LF-302、 3g4,4'-双仲下氨基二环亚己基甲烧、地分散剂Lencolo 1250、1.4g共分散剂2-氨基-2-甲 基-1-丙醇、40.9g铁白粉R960、13.6g氧化铁红、122.6g滑石粉,40°C下揽拌均匀后,经邸式 砂磨机研磨分散,将研磨后的分散体引入混合蓋2内,地流平剂PE艮ENOLiiF40、2g消泡剂甲 基硅油201、2.7g触变剂THIXATR化P200X、40.9g下二甲酸二甲醋混合分散45min,得到含氣 复合树脂组分。
[0119]表4实施例4应用数据
[0120]
[0121]
[0122] 实施例5
[0123] (1)将200g聚酸多元醇N220、18g聚醋二元醇F1190、50g全氣聚酸二元醇FomWin? Z-D0L(数均分子量2000)、2g扩链剂2,2,3,3,4,4,5,5-八氣-1,6-己二醇加入反应容器中, 真空度-0.08MPa、115°C下脱水3小时(脱水后W卡尔费休法测得含水率0.025 % )后,通氮气 或干燥空气解除真空,降溫至68°C ;加入异氯酸醋86.始皿I和催化剂0.1 g辛酸亚锡,恒溫反 应30min后,升溫至75°C恒溫反应2小时,反应完成后降溫至50°C,加入84.2g己二酸二甲醋 揽拌均匀后,得到氣改性聚氨醋预聚物组分,通过甲苯-二正下胺(GB/T 12009.4-1989)法 测得预聚体最终异氯酸根含量为6.2 % ;
[0124] (2)在混合蓋1中依次加入400g聚天口冬氨酸醋NH1420、40g氣碳树脂LF-100、5g4, 4' -双仲下氨基二环亚己基甲烧、4.地分散剂服Y-118、3. Ig共分散剂2-氨基-2-甲基-1-丙 醇、102.知铁白粉R902、20.5g炭黑、358.5g粉体填料,40°C下揽拌均匀后,经邸式砂磨机研 磨分散,将研磨后的分散体引入混合蓋2内,4.2g流平剂BYK300、2 . Ig消泡剂BYK-A 530、 2.5g触变剂013934〇116900-20乂、81.9肖碳酸丙醋混合分散30111111,得到含氣复合树脂组分。
[0125] 表5实施例5应用数据
[0126]
[0127]
[0128] 由上述实施例5与实施例1~4的对比中可W看出,W优选异氯酸醋体系所制备的 面漆体系具有更优异的耐紫外能力(>4000h)。
[0129] 由上述实施例1~5中可W看出,所得的桥梁抗凝冰型双组份聚脈防水涂料整体表 现出极佳的耐化学腐蚀、耐磨蚀和耐紫外性能。同时,与传统的纯聚脈涂层相比,本发明的 抗凝冰型手刮聚脈防水涂料在耐人工气候老化及抗冰性能方面有极大的提升,其中耐人工 气候能力可提高至4000~6000h,涂层表面接触角可提高至130~140°,此外,冰与涂层之间 的粘结力也由普通纯聚脈涂层体系的0.14M化降低至0.01~0.019MPa,大幅降低了冰在涂 层表面的附着能力。从重物敲击试验可W看出,本发明的抗凝冰型手刮聚脈防水涂料可大 大提升冰层的易除性,实现仅依靠重车车辆自行娠压即可达到破冰的效果。
【主权项】
1. 一种桥梁抗凝冰型双组份聚脲防水涂料的制备方法,其特征在于,所述双组份是指 氟改性聚氨酯预聚物组分和含氟复合树脂组分,其制备方法包括以下步骤: (1)氟改性聚氨酯预聚物组分的制备:聚合物多元醇、全氟聚醚二元醇、羟基官能团氟 类扩链剂与脂肪族异氰酸酯进行亲核加成反应后,加入氟改性聚氨酯预聚物用溶剂,混合 均匀得到氟改性聚氨酯预聚物组分;含氟复合树脂组分的制备:将脂肪族位阻胺化合物、氟 碳树脂、脂肪族仲胺扩链剂和助剂混合分散均匀,得到含氟复合树脂组分; 步骤(1)中所述的聚合物多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物;聚醚多元醇与 聚酯多元醇的混合比例范围为95:5~65:35; 所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯为主链的二醇或三醇;其数均分子量为2000~4000; 所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇,羟基含量为3 %~3.5 % ;所述的全氟聚醚二元 醇为PFPE(Perfluoropolyethers)型含氟聚醚二醇,是一类羟基封端、主链含氟的聚醚无规 低聚物,其通用结构式如下所示,其中P: q = 〇. 6~1.2,数均分子量2000-4000; OHCH2CF2O (CF2CF2O) pCF20 ) qCF2CH2OH 所述的羟基官能团氟类扩链剂包括2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-I,6-己二醇(C6H6F 8O2)、1H, IH,8H,8H-十二氟-1,8-辛二醇(C8H6F12O2)、2,2,3,3-四氟-1,4-丁烷二醇(C 4H6F4O2)中的至 少一种; 所述聚醚多元醇、聚酯多元醇、全氟聚醚二元醇与羟基官能团氟类扩链剂之间的质量 比为 1:(0.07~0.5) :(0.1 ~0.25) :(0.01 ~0.1); 所述脂肪族异氰酸酯为HDI、IPDI、H12MDI、HDI缩二脲、HDI三聚体、Iroi三聚体中的至少 一种,优选为IPDI、H12MDI、HDI三聚体中的至少一种; 所聚醚多元醇、聚酯多元醇、全氟聚醚二元醇、羟基官能团氟类扩链剂与脂肪族异氰酸 酯预聚反应完成后,所得预聚物的异氰酸根含量为7 %~9 % ; 前述氟改性聚氨酯预聚物用溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲 酯、己二酸二甲酯中的至少一种以上任意比例混合物; 步骤(2)中所述的脂肪族位阻胺化合物为二聚型聚天门冬氨酸酯,其通用结构式如下 所示;所述二聚型聚天门冬氨酸酯的数均分子量在500~700范围内,NH当量在250~350g/ mol范围内,其中NH当量是指每mol聚天门冬氨酸酯分子中所含仲氨基的质量;所述的氟碳树脂为三氟氯乙烯或四氟乙烯与烷基乙烯基醚或酯的共聚物,其分子结构 中含有羟基官能团; 所述的脂肪族仲胺扩链剂为慢反应型脂肪族二仲胺,是一类新型抗紫外线老化聚脲扩 链剂;选自4,4 双仲丁氨基二环亚己基甲烷,分子式如下;所述脂肪族位阻胺化合物、氟碳树脂与脂肪族仲胺扩链剂之间的质量比为I :(〇. 1~ 0.5):(0.0087~0.0125); 步骤(2)中所述的所述助剂按质量份数计包括以下组分:分散剂0.2~0.4份、共分散剂 0.1~0.3份、颜料5~10份、粉体填料18~35份、流平剂0.2~0.4份、消泡剂0.2~0.4份、触 变剂0.2~0.4份、环保型稀释剂5~8份; 所述分散剂选自市售毕克化学公司的BKY-110、BYK-118或东莞市叁漆化工原料有限公 司的Lencolo 1250; 所述共分散剂为空间位阻胺2-氨基-2-甲基-1-丙醇,CAS NO. 124-68-5,(AMP),研磨过 程中加入; 所述颜料选自金红石型钛白粉,炭黑、纳米级氧化铁(黑、红、黄、绿)中的至少一种; 金红石型钛白粉为市售R-103、R-902、R-960; 所述的粉体填料选自细度为800~2000目的滑石粉、碳酸钙、分子筛活化粉中的至少一 种; 所述的流平剂可选自市售毕克化学公司的BYK300、BYK306、BYK333或巴斯夫科宁化工 公司的 PERENOLk F40; 所述消泡剂选自市售毕克化学公司的BYK-A 530、BYK-A 555或普通甲基硅油201; 所述防沉剂选自有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡中的任意一种; 所述环保型稀释剂选自碳酸丙酯、碳酸乙酯、丁二甲酸二甲酯、戊二甲酸二甲酯、已二 甲酸二甲酯中的一种或多种复合。2. 根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述聚醚多元醇为似20、呢40、似30;所述聚 酯多元醇为拜耳聚合物责任有限公司的Desmophen 670或珠海飞扬化工有限公司的Fl 190; 所述全氟聚醚二元醇为Solvay(索尔维(上海))公司生产的Fombli,Z-DOL的产品。3. 权利要求1所述方法,其特征在于,步骤(1)中,聚合物多元醇、全氟聚醚二元醇、羟基 官能团氟类扩链剂与脂肪族异氰酸酯在催化剂存在下反应;所述催化剂为辛酸亚锡和/或 二月桂酸二丁基锡,催化剂的用量为聚合物多元醇、全氟聚醚二元醇、羟基官能团氟类扩链 剂与脂肪族异氰酸酯总质量的〇. 01 %~〇. 03%。4. 根据权利要求3所述方法,其特征在于,步骤1具体为:将聚醚多元醇、聚酯二元醇、全 氟聚醚二元醇、羟基官能团氟类扩链剂加入聚合釜中,真空度-0.08-0.1 MPa、110-120°C下 脱水1.5-3小时后,以卡尔费休法测得含水率低于万分之五,通氮气或干燥空气解除真空, 降温至68-75Γ;加入脂肪族异氰酸酯和催化剂,恒温反应30~40min后,升温至75-85Γ恒 温反应2-3小时,以甲苯-二正丁胺法,参见GB/T 12009.4-1989,测得预聚体最终异氰酸根 含量达聚合反应前设计的最终NC0%理论残留量,反应完成后降温至50-60°C,加入氟改性 聚氨酯预聚物用溶剂搅拌均匀后得到氟改性聚氨酯预聚物组分; 其中,所述氟改性聚氨酯预聚物组分最终的异氰酸根含量为6~8%。5. 根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述的脂肪族位阻胺化合物为拜耳聚合物责 任有限公司的型号为Desmophen NH 1420、Desmophen NH 1520的商品; 所述的氟碳树脂为日本旭硝子公司生产的牌号为LF100、200、302产品; 所述的脂肪族仲胺扩链剂为UOP公司生产的型号为Clearlink T1000,数均分子量322 的商品。6. 根据权利要求1所述方法,步骤2中所述防沉剂为市售日本楠木化成株式会社生产的 Disparlon6900-20X或英国海名斯特殊化学公司提供的THIXATROL P200X防沉剂。7. 权利要求1-6中的任一项所述方法所得的桥梁抗凝冰型双组份聚脲防水涂料的应用 方法,其特征在于,将氟改性聚氨酯预聚物组分与含氟复合树脂组分按质量比1:1配置成漆 后,均匀涂覆于路桥混凝土基面或经过处理的路桥混凝土基面;采用滚涂、刷涂或刮涂的方 式施工。8. 根据权利要求7所述方法,其特征在于,将氟改性聚氨酯预聚物组分与含氟复合树脂 组分按质量比1:1配置成漆后,涂覆于经表面清洁、抛丸处理、坑洞修补、涂刷底漆工艺处理 后的路桥混凝土基面。9. 根据权利要求7或8所述方法,其特征在于,涂布厚度较佳为1.5-3. Omm。10. 根据权利要求7或8所述方法,其特征在于,单遍涂覆厚度0.5-1.0mm,两遍以上施 工。
【文档编号】E01C11/24GK106010175SQ201610521969
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】刘玉亭, 孙德文, 冉千平, 周进俊, 李波, 尹浩, 万赟
【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司, 南京博特新材料有限公司
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