导静电抗爆聚脲弹性体组合物、导静电抗爆聚脲弹性体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及化工材料，具体涉及一种导静电抗爆聚脲弹性体组合物、导静电抗爆聚脲弹性体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚脲弹性体是由多元醇或胺封端的异氰酸酯预聚物或半预聚物(a组分)与氨基化合物组分(r组分)反应生成的高聚物。

2、喷涂聚脲弹性体作为一种高分子聚合物材料，可以通过分子设计使其具有优良的强度和伸长率，利用聚合物涂层的弹性、高应变能力、高延展性、强度和基材附着力，可以和建筑物墙体等基材结合在一起，同时涂层在容纳爆炸碎片方面还可以起到屏蔽作用。

3、喷涂型聚脲抗爆弹性体材料能够增强墙体的抗弯刚度和抵抗力，并通过爆炸过程中的高应变吸收很多的冲击波能量，起到抗爆作用。

4、但是喷涂聚脲材料和大多数高分子材料一样，具有良好的绝缘性能，有较高的表面比电阻和体积比电阻。当聚合物与外部介质产生摩擦时，产生的静电不易释放，随着静电荷的积累形成静电压，当静电引起电晕放电或火花放电时，若周围环境中存在易燃易爆介质，极易引起火灾爆炸等严重伤亡事故，是需要极力避免的。

5、目前，聚脲作为抗爆材料主要应用于石化行业的建筑物抗爆改造，用于提升石化行业建筑物抵御气体爆炸的能力，这些场合本身含有大量的易燃易爆介质，需要聚脲抗爆材料兼具良好的导静电功能。

6、为提高聚脲材料的导静电性能，现有技术公开了在聚脲材料中添加盐类液体抗静电剂如季铵盐、磺酸盐、内铵盐等或导电粉等固体抗静电剂，但是季铵盐类抗静电剂耐热性较差，加工时容易破坏聚合物的热稳定性，而大量添加导电粉会造成材料力学性能的下降，无法满足抗爆要求。

7、cn111808261a公开了一种导静电抗爆聚脲弹性体材料，其通过在a组分中添加碳纳米管来达到聚脲材料优异的导静电性能，但是该弹性体材料中导电碳材料在体系中极易团聚，很难均匀混合和分散，影响聚合物的成膜，导致弹性体材料的力学性能和导静电性能难以兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中聚脲弹性体材料存在力学性能和导静电性能难以兼顾的缺陷。

2、发明人在研究过程中发现，通过聚醚抗静电剂与改性金属氧化物复合聚醚抗静电剂的协同作用，既能发挥前述两者的导电作用，又能避免物理添加剂对聚脲弹性体涂层的力学性能带来不利影响；同时，前述两种抗静电剂与a组分、b组分中的其他组分均具有良好的相容性，能够在体系中均匀混合分散，且不存在沉降问题，从而获得力学性能和导静电性能均优异的聚脲弹性体。由此，完成了本发明的方案。

3、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种导静电抗爆聚脲弹性体组合物，该组合物包括含量重量比为1：0.9-1的a组分和b组分；

4、所述a组分中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：异氰酸酯、多元醇、第一抗静电剂、稀释剂；

5、所述异氰酸酯中含有至少两个异氰酸根；

6、所述第一抗静电剂为聚醚抗静电剂；

7、所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述多元醇的数均分子量为200-2000；

8、以所述a组分的总重量为基准，所述异氰酸酯的含量为50-65wt％，所述第一抗静电剂的含量为8-10wt％，所述多元醇的含量为25-40wt％，所述稀释剂的含量为0-10wt％；

9、所述b组分中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：聚醚胺、扩链剂、第二抗静电剂和助剂；

10、所述第二抗静电剂是由改性金属氧化物与所述第一抗静电剂混合后挤出造粒得到的；其中，所述改性金属氧化物选自改性纳米氧化锌、改性纳米氧化锡、改性纳米氧化锑、改性二氧化硅中的至少一种；

11、以所述b组分的总重量为基准，所述聚醚胺的含量为35-50wt％，所述扩链剂的含量为35-50wt％，所述第二抗静电剂的含量为10-16wt％，所述助剂的含量为1-5wt％。

12、本发明第二方面提供一种制备导静电抗爆聚脲弹性体的方法，该方法应用第一方面所述的组合物中各组分进行混合，包括：

13、(1)将第一抗静电剂与多元醇进行脱水处理i，得到第一混合物，并将所述第一混合物、异氰酸酯和稀释剂进行反应i，得到预聚物；以及

14、将聚醚胺和扩链剂进行脱水处理ii，得到第二混合物，并将所述第二混合物、第二抗静电剂和助剂依次进行第一分散和超声分散，得到第三混合物；

15、(2)将所述预聚物和所述第三混合物进行混合i。

16、本发明第三方面提供一种由第二方面所述的方法制备得到的导静电抗爆聚脲弹性体。

17、本发明第四方面提供第三方面所述的导静电抗爆聚脲弹性体在石化设备和建筑物中的应用。

18、本发明通过特定量的聚醚抗静电剂与改性金属氧化物复合聚醚抗静电剂复配，并协同配合多元醇、聚醚胺和特定结构的异氰酸酯，制备得到的聚脲弹性体，能够在保证导静电性能的同时，提高力学性能。

技术特征：

1.一种导静电抗爆聚脲弹性体组合物，其特征在于，该组合物包括含量重量比为1：0.9-1的a组分和b组分；

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，在所述第二抗静电剂中，所述改性金属氧化物与所述第一抗静电剂的用量摩尔比为1：1-5。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述第一抗静电剂选自聚醚酯、聚氧化烯-环氧氯丙烷共聚物、聚醚酯酰胺、甲氧基聚乙二醇-(甲基)丙烯酸共聚物、聚醚酯亚酰胺中的至少一种；和/或

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述异氰酸酯选自二苯甲烷-4,4′-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4′-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,2′-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、液化型二苯甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述多元醇选自聚乙二醇、聚四氢味喃二醇、聚氧化丙烯醚多元醇、聚己二酸酯二醇、聚丙二醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述稀释剂选自磷酸甲苯-二苯酯、2-乙基己基二苯酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、2-氯乙基酯、丙酮中的至少一种；和/或

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物，其中，所述助剂选自防沉降剂、润湿分散剂、消泡剂和紫外线吸收剂中的至少一种；和/或

8.一种制备导静电抗爆聚脲弹性体的方法，其特征在于，该方法应用权利要求1-7中任意一项所述的组合物中各组分进行混合，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述脱水处理i、所述脱水处理ii的条件相同或不同，且所述脱水处理i、所述脱水处理ii的条件各自独立地包括：搅拌速度为100-600rpm，温度为100-130℃，真空度为负压0.01mpa至负压0.2mpa，时间为2-3小时。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述反应i的条件至少包括：温度为80-90℃，时间为2-4小时。

11.根据权利要求8-10中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述第一分散的条件至少包括：搅拌速度为400-1400rpm，时间为1-3h；和/或

12.由权利要求8-11中任意一项所述的方法制备得到的导静电抗爆聚脲弹性体。

13.权利要求12所述的导静电抗爆聚脲弹性体在石化设备和建筑物中的应用。

技术总结
本发明涉及化工材料技术领域，公开了一种导静电抗爆聚脲弹性体组合物、导静电抗爆聚脲弹性体及其制备方法和应用。该组合物包括含量重量比为1：0.9‑1的A组分和B组分；所述A组分中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：异氰酸酯、多元醇、第一抗静电剂、稀释剂；所述B组分中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：聚醚胺、扩链剂、第二抗静电剂和助剂。本发明制备得到的聚脲弹性体，能够在提高力学性能的同时具备导静电性能。

技术研发人员：王全国,杨珂,程庆利,于安峰,甄永乾,杨哲,王洁,董邯海
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1