专利名称：：脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法
技术领域：
：本发明属于防腐涂层面漆领域，具体是一种脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法。
背景技术：
：在国内的市场中，喷涂聚脲弹性体以芳香族喷涂聚脲弹性体为主。脂肪族喷涂聚脲弹性体仍处于研发阶段，在国外偶见有相关的专利介绍，但是根据这些专利得到的脂肪族喷涂聚脲弹性体材料的物理性能仍不是很理想。美国专利NO.5，162，388公开了一种脂肪族喷涂聚脲弹性体。该专利应用了脂环族的二胺作扩链剂来提高喷涂弹性体的物理性能和操作性。该专利从1,4-环己基二胺，异佛尔酮二胺，4，4，-二环己基曱烷二胺，1,4-二胺乙基曱烷中选取脂肪族二胺作为扩链剂。美国专利5，504,181公开了一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备方法。该弹性体由A和B两组分组成。A组分是脂肪族异氰酸酯，B组分包括胺基封端的聚环氧丙烷和胺基封端的脂肪族扩链剂。该专利采用的四甲基苯二亚曱基二异氰酸酯与端胺基聚醚进行反应制备预聚物，提高了产品的耐紫外线老化性能。美国专利5,616，677公开了一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备方法。该弹性体由A和B两组分组成。A组分是由脂肪族异氰酸酯与氨基聚醚合成得到的预聚物或半预聚物。B组分是由氨基聚醚、脂环族伯胺扩链剂、脂环族仲胺扩链剂及其它助剂组成。该体系在可操作性上比以往的所7>布的专利有了明显的提高，但是该体系中的A组分粘度较大，增加了喷涂施工的难度，且其综合性能与现有的芳香族体系相比仍有较大的差距。美国专利2002/0107354中公开了一种应用于聚脲中的脂肪族异氰酸酯预聚物的合成方法。该专利采用己内酯单体，脂肪族伯胺聚合物和脂肪族的无游离单体的异氰酸酯，如六亚曱基二异氰酸酯的二聚体或三聚体，合成得到异氰酸酯预聚物。该合成方法无催化剂，利用合成反应中的放热来维持反应。美国专利6,403,752中介绍了一些脂肪族的二胺在聚氨酯、聚氨酯脲及聚脲体系中的作用。主要介绍的二胺包括l,4，-二(烷胺基)环己烷，1-甲基-2,4-二(烷氨基)-3，5-二烷基环己烷，N,N，-二氨基异佛尔酮二胺，1,6-二(烷氨基)己烷。这些扩链剂可以单独或和其他的聚醚胺或聚醚多元醇混合应用于聚氨酯、聚氨酯脲或聚脲体系中。喷涂聚脲弹性体是近年来为适应环保而开发的一种100%固含量的喷涂材料。该材料具有优异的综合性能，耐水、耐油、耐老化、耐磨、耐腐蚀，施工速度快，整体性能优异。目前，大部分所使用的聚脲体系为芳香族产品。该体系大多由芳香族的异氰酸酯与芳香族的扩链剂或脂肪族的扩链剂反应制得。该体系在光泽和保色性方面存在一定的缺陷，尤其是当其应用于户外长期照射紫外线的环境中时，该缺陷更是明显。主要表现在失光、变色，同时引起了性能的下降，这大大的阻碍了聚脲弹性体在户外面漆的应用。传统的喷涂聚脲弹性体是以芳香族的异氰酸酯MDI为主要原料合成得到的异氰酸酯预聚物，最常用的二乙基曱苯二胺(DETDA)为芳香族扩链剂。该扩链剂应用于聚脲体系中能提供很好的物理性能。但是在该体系中，无论是MDI还是DETDA对紫外线均不稳定，在应用过程中容易变色。现有的脂肪族喷涂聚脲体系反应速度较快，无法形成较好的表观和良好的综合物理性能。众所周知，要提高体系的紫外线稳定性最好的办法就是采用脂肪族异氰酸酯与脂肪族扩链剂。最常用的伯胺类脂肪族扩链剂包括1,4-二胺基环己基二胺，1，2-二胺基环己基二胺，1，6-二胺基己烷。这些或者其他的伯胺类脂肪族胺类扩链剂可以应用，但是由于它们与异氰酸酯反应速度太快，所以很难将其应用于喷涂体系中。其它一些直链的低分子量的伯胺类的扩链剂也具有很快的反应速度，因此导致体系的混合性能和得到的弹性体性能较差。比较常用的氨基封端的聚醚多元醇如JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-203，JEFFAMINED-2000，JEFFAMINET-5000等，虽然具有较合适的反应速度，但是得到的弹性体的性能与DETDA扩链得到的弹性体的性能相比也还有一定的差距。针对现有技术的缺陷，本发明又进行了进一步改进。
发明内容本发明提供了一种脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法，可以解决现有技术存在的保光保色性能差以及综合物理性能不高的问题。本发明公开了一种100°/。固含量的脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备方法。该材料具有优良的物理性能和耐紫外线、保光保色性。该弹性体材料可应用于长期暴露于紫外线条件下的、对保光保色具有较高要求的防腐涂层的面漆。为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案一种脂肪族喷涂聚脲弹性体，包括A、R两组分，其特征在于所述A组分是由25-55份脂肪族多异氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多异氰酸酯预聚物；所述R组分包括35-55份胺类扩链剂和45-65份端氨基聚醚，所述A、R两组分按照异氰酸酯指数在0.9-1.2之间进行配合使用。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述的脂肪族多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚曱基异氰酸酯(XDI)、环己烷二亚曱基二异氰酸酯OUDI))、4，4，-二环己基曱烷二异氰酸酯(HuMDI)、四曱基苯二亚曱基二异氰酸酯(TMXDI)、六亚曱基二异氰酸酯(HDI)，选取其中的一种或几种。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述聚醚多元醇的羟基当量为300-20000，其官能度在2-4之间；所述聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇、以及上述的一种或几种的共聚物，选取其中的一种或多种。所述聚醚多元醇还包括低不饱和度的聚醚多元醇、羟基封端的聚丁二烯、羟基封端的多元醇与异氰酸酯的半预聚物。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述R组分中的脂肪族胺类扩链剂可选自1,6-己二胺、1，6-环己二胺，1,4-环己二胺，异氟尔酮二胺，4，4，-二环己基曱烷二胺，2，4，-二环己基曱烷二胺中的一种或几种的混合物；还可以为上述二胺改性得到的仲胺类扩链剂，包括Clear1ink系列、VersalinkTM系列、Jefflink系列、ployclearTM胺类扩链剂,选取其中的一种或几种。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述R组分中端氨基聚醚可选自JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-230,JEFFAMINED-2000，JEFFAMINET-5000其中的一种或几种的混合物。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述R组分中还包括助剂，所述助剂包括可加入抗氧剂、紫外线吸收剂等稳定助剂，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和芳香族仲胺类抗氧剂，例如CIBA/>司的IRGAN0X1010、1076等抗氧剂；所述紫外线吸收剂为苯并三唑类化合物紫外线吸收剂，如TINUVINP、TI丽IN327、T丽VIN328等紫外线吸收剂。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述R组分中还可加入重量份数为020份的颜填料，例如玻纤、炭黑、碳酸4丐、滑石粉、高岭土、沸石、硅藻土、硫酸钡、珍珠岩、锆石、钛白粉。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述A组分中还加入催化剂，所述催化剂选取以下的一种或几种的混合物叔胺类催化剂N,N-二曱基环己烷、三亚乙基二胺、三乙胺、N-乙基吗菲林、N-曱基吗菲林、三乙醇胺；有机金属类催化剂有机锡类催化剂、有机铋类催化剂；有机锡类催化剂辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡；有枳組类催化剂辛酸4Jt、异辛酸铋；所述催化剂添加量占A组分总重量的0.1%。-0.2%。。一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备方法，其特征在于将25-55份脂肪族多异氰酸酯加入到有氮气保护的反应釜中，加入适量催化剂，匀速搅拌，加热至50-60。C，向反应釜中緩慢加入45-75份聚醚多元醇，在80-100。C下，保温反应2.5-3.5小时，取样分析，测得半预聚物中的自由异氰酸酯含量在13-18%之间，冷却出料；所述R组分的制备方法是R组分包括35-55份胺类扩链剂和45-65份端氨基聚醚；如果加入颜填料，则首先把颜填料与部分R组分中的端氨基聚醚制成混合物，然后用砂磨机研磨设备分散成色浆，最后按照配方把研磨好的色浆、剩余部分端氨基聚醚、扩链剂、助剂加入到制漆罐中，利用高剪切^t设备高速搅拌30分钟制得；如果不加颜填料，则按照配方量，把端氨基聚醚、扩链剂及助剂用高剪切分散设备高速搅拌25-35分钟制得；所述A、R组分的异氰酸酯指^:在0.9-1.2之间。一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的施工方法，其特征在于将A、R两组分在1:1固定体积比的高压喷jiH殳备中进行计量、加压、升温后，通过喷枪喷到底材上，固化得脂肪族喷涂聚脲弹性体材料，A、R物料的初始温度高于l(TC,设定主机压力为55-70Kg/cm2，温度为70-80°C，在喷枪混合室内两组分的喷涂压力差低于14Kg/cm2。异氰酸酯指数是指A、R组分的当量比。当A组分制备好以后，按照要求的异氰酸酯指数再来计算、制备R组分。与现有技术相比，本发明具有以下优点和积才及效果1.受温度、湿度的影响较小。2.反应速度降低，得到的涂层更致密、更平滑。3.综合物理性能得到了较大提高。本发明的脂肪族喷涂聚脲弹性体材料性能稳定，放热緩和，不受温湿度的影响，固化速度快。固化后，材料的整体力学强度好、耐紫外线稳定、保光保色性优异。本发明中R组分中采用了反应和緩的仲胺类扩链剂，通过适当调整异氰酸酯指数，可以优化出较好的综合力学性能。具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例1A组分脂肪族预聚物的合成将48份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到有氮气保护的反应釜中，勻速搅拌，加热至55。C,向反应釜中緩慢加入524分聚醚多元醇TDiol-2000和0.01份辛酸亚锡在80-9(TC下保温反应3小时，取样分析，测所得半预聚物中的自由异氰酸酯含量在(13.5±0.2)%之间，冷却出料。B纟且分配方表组成成分含量(重量百分比)D-200044.5T-5謂9.6PolyclearTM13624.5Clearlink100015.4IRGANOX10760.5UV-P0.5Ti02合计100B组分制备先将5份钬白粉与5份JEFFAMINED-2000用高速剪切设备混合均匀，然后用砂磨机将该混合物制成粒径小于50微米的色浆。然后将上述剩余原料加入到制漆罐中，用高速剪切分敎设备高速搅拌30分钟。该体系的异氰酸酯指数为1.09。施工方法将A、R组分在使用之前分别预热到25°C,使用高压对撞混合设备按1:l(体积比)喷涂，主机压力设定为60Kg/cm2，A、R组分的主加热和管加热温度，设定为75°C,环境温度为23。C，环境湿度为40%。喷涂所得的脂肪族聚脲弹性体进行性能测试。测试结果如下项目名称检测结果凝胶时间(s)43表干时间(s)79硬度(邵A)87拉伸强度(MPa)12.4伸长率(％)362撕裂强度(KN/m)43实施歹'J2A组分脂肪族预聚物的合成将49份4,4，-二环己基曱烷二异氰酸酯(H12MDI)加入到有氮气保护的反应釜中，勻速搅拌，加热至55°C,向反应釜中緩慢加入51份聚醚多元醇PTMG1000和O.Ol份辛酸亚锡，在80-100。C下保温反应3小时，取样分析，测所得半预聚物中的自由异氰酸酯含量在(15±0.2)%之间，冷却出料。B组分配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>B组分制备先将5份钛白粉与5份JEFFAMINED-2000用高速剪切设备混合均勾，然后用砂磨机将该混合物制成粒径小于50微米的色浆。然后将上述剩余原料加入到制漆罐中，用高速剪切M设备高速搅拌30分钟。该体系的异氰酸酯指数为1.09。施工方法将A、R组分在使用之前分别预热到26°C,使用高压对撞混合设备按1:l(体积比)喷涂，主机压力设定为60Kg/cm2，A、R组分的主加热和管加热温度，设定为75。C，环境温度为24°C,环境湿度为42%。喷涂所得的脂肪族聚脲弹性体进行性能测试。测试结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。权利要求1、一种脂肪族喷涂聚脲弹性体，包括A、R两组分，其特征在于所述A组分是由25-55份脂肪族多异氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多异氰酸酯预聚物；所述R组分包括35-55份胺类扩链剂和45-65份端氨基聚醚，所述A、R两组分按照异氰酸酯指数在0.9-1.2之间进行配合使用。2、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述的脂肪族多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚曱基异氰酸酯、环己烷二亚曱基二异氰酸酯、4,4，-二环己基曱烷二异氰酸酯、四曱基苯二亚曱基二异氰酸酯、六亚曱基二异氰酸酯，选取其中的一种或几种。3、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述聚醚多元醇的羟基当量在300-2000,其官能度在2-4之间；所述聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种；或者上述物质的一种或几种的共聚物，然后选用所述共聚物的一种或多种；或者所述聚醚多元醇为低不饱和度聚醚多元醇、羟基封端的聚丁二烯、羟基封端的多元醇与异氰酸酯的半预聚物。4、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述R组分中的胺类扩链剂为1，6-己二胺、1,6-环己二胺、1,4-环己二胺、异氟尔酮二胺、4，4，-二环己基曱烷二胺、2,4，-二环己基曱烷二胺中的一种或几种的混合物；或者为上述胺类扩链剂二胺改性得到的仲胺类扩链剂，包括Clearlink系列、Versalink系列扩链剂、Jefflink系列、ployclear胺类扩《连剂，选耳又其中的一种或几种。5、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述R组分中端氨基聚醚选用JEFFAMINED-400,JEFFAMINED-230,JEFFAMINED-2000,JEFFAMINET-5000中的一种或几种的混合物。6、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述R组分中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和芳香族仲胺类抗氧剂；所述紫外线吸收剂是指苯并三唑类化合物。7、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述R组分中还包括重量份数为Q~20份的颜填料。8、根据权利要求1所述的脂肪族喷涂聚脲弹性体，其特征在于所述A组分中还加入催化剂，所述催化剂选取以下的一种或几种的混合物叔胺类催化剂N，N-二曱基环己烷、三亚乙基二胺、三乙胺、N-乙基吗菲林、N-曱基吗菲林、三乙醇胺；有机金属类催化剂有机锡类催化剂、有机铋类催化剂；有机锡类催化剂辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡；有机叙类催化剂辛酸叙、异辛酸铋、；所述催化剂添加量占A组分总重量的0.l%。-0.2%0。9、一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备方法，其特征在于所述A组分多异氰酸酯预聚物的制备方法是将按照权利要求1所述的重量份数计量的多异氰酸酯加入到有氮气保护的反应釜中，加入适量催化剂，匀速搅拌，加热至50-60。C，向反应釜中緩慢加入计量的聚醚多元醇，在80-100。C下，保温反应2.5-3.5小时，取样分析，测得半预聚物中的自由异氰酸酯含量在13-18°/。之间，冷却出料；所述R组分的制备方法是按照权利要求1所述的R组分重量份数，如果加入颜填料，则首先把颜填料与部分R组分中的端氨基聚醚制成混合物，然后用砂磨机研磨设备分散成色浆，最后按照配方把研磨好的色浆、剩余部分端氨基聚醚、扩链剂、助剂加入到制漆罐中，利用高剪切M设备高速搅拌30分钟制得；如果不加颜填料，则按照配方量，把端氨基聚醚、扩链剂及助剂用高剪切分散设备高速搅拌25-35分钟制得；所述A、R组分的异氰酸酯指数在0.9-1.2之间。10、一种脂肪族喷涂聚脲弹性体的施工方法，其特征在于将A、R两组分在1:1固定体积比的高压喷涂设备中进行计量、加压、升温后，通过喷枪喷到底材上，固化得脂肪族喷涂聚脲弹性体材料，A、R物料的初始温度高于10。C,设定主机压力为55-70Kg/cm'，温度为70-80°C，在喷枪混合室内两组分的喷涂压力差低于14Kg/cm2。全文摘要本发明提供了一种脂肪族喷涂聚脲弹性体及其制备方法和施工方法，可以解决现有技术的保光保色性能差以及综合物理性能不高的问题。所采用的技术方案是一种脂肪族喷涂聚脲弹性体，包括A、R两组分，所述A组分是由25-55份脂肪族多异氰酸酯和45-75份聚醚多元醇合成得到的多异氰酸酯预聚物；所述R组分包括35-55份胺类扩链剂和45-65份端氨基聚醚，所述A、R两组分按照异氰酸酯指数在0.9-1.2之间进行配合使用。本发明的脂肪族喷涂聚脲弹性体材料的整体力学强度好、耐紫外线稳定、保光保色性优异。文档编号B05D1/34GK101302394SQ20081001687公开日2008年11月12日申请日期2008年6月19日优先权日2008年6月19日发明者刘东晖,刘培礼,崔洪犁,王宝柱,胡松霞申请人:青岛佳联化工新材料有限公司