专利名称：管道内喷涂刚性纯聚脲涂料的制备方法及其应用工艺的制作方法
管道内喷涂刚性纯聚脲涂料的制备方法及其应用工艺属防护涂料制造及应用技术领域，确切地说是一种适用于管道内衬及设备内衬刚 性纯聚脲防护材料的制备和应用工艺。管道内喷纯聚脲材料由于聚脲的优异性能是目前管道内防护应用最先进的选择 材料。按照国家标准分类将聚脲分成弹性体聚脲材料和刚性体聚脲材料，弹性体聚脲在管 道内衬上的应用技术已相应成熟，而应用于管道内衬防护的刚性体聚脲涂料，应有涂层表 面平整性要求，因此要求聚脲固化速度较慢。而现有的刚性纯聚脲技术在有旋转架的工艺 条件下只适用于快凝性，不具备慢固化的特性，而要达到慢固化只能采用聚氨酯体系。因 此，目前市面上的刚性管道内喷聚脲其实质是聚脲含量极低的聚氨酯聚脲，甚至是纯聚氨 酯喷涂料。其涂层力学性能和防腐性能远达不到设计要求，经常会出现龟裂纹和涂层不耐 磨现象以及防腐性能差现象，其原因是大量使用高异氰酸酯含量预聚体A组份和含有羟基 聚醚和多元醇扩链剂的B组份固化反应不完全及应力释放造成的缺陷。本发明提供能克服涂层龟裂纹和力学性能差、防腐性能差及低温脆性缺点，并能 满足刚性聚脲涂层防护要求和长期使用寿命的管道内喷涂刚性聚脲涂料的制备方法及其 应用工艺。本发明采取的技术方案是基于应用Va Vb = 2 1的喷涂设备及B组份采用氨 基聚醚和胺扩链剂为主的聚脲涂料，与采用原Va Vb = 1 1喷涂设备的聚脲涂料相比， 在刚性体聚脲技术上有了新的突破，克服了慢固化刚性聚脲，B组份只能选用聚氨酯多元醇 聚醚原材料的缺陷，完善了高性能聚脲涂层的应用范围。具体方案是分别制备A、B组份，再通过采用Va Vb = 2 1专用聚脲喷涂设备施工于工作件 表面形成防护涂层。其技术方案是A组份由以下组份材料及重量百分比组成原料名称异氰酸酯45 55%多元醇聚醚 40 环氧树脂5 0%降粘剂6 8%助剂4 2%B组份由以下组份材料及重量百分比组成原料名称端氨基聚醚 41 49%
多羟基化合物芳香族二元胺
10 2% 34 43. 5%催化剂色膏填料助剂
0 0. 5%
4 5% 8 0% 3 0%其中原材料的选择原料1 异氰酸酯是由甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基 多苯基异氰酸酯混合和单独使用组成；常用牌号为TDI-80、TDI-100、MDI-100、MDI-50、 MDI-100LL 等；原料2 聚醚多元醇是由聚醚二醇、聚醚三醇和少量高官能度聚醚单独或混合组 成；常用牌号为 N210、N220、N330E、347H、466H、6205 聚醚；原料3 环氧树脂是由双酚A型环氧树脂组成；常用牌号为E-44、E_51 ；原料4 降粘剂是由溶剂、增塑剂和活性稀释剂组成；原料5 助剂是由除水剂、稳定剂、聚醚抗氧剂、流平剂等组成；原料6 端氨基聚醚是由聚醚二胺和聚醚三胺组成；常用牌号为D-2000、T-5000、 D-230、T-403 ；原料7 多羟基化合物是主要由二元醇、三多醇和醇胺组成；原料8 芳香族二胺是由3，3’ - 二氯-4，4’ - 二苯甲基烷二胺和3，5’ 二乙基甲苯 二胺，3，5，- 二甲硫基甲苯二胺等组成；常用牌号有E-100、E-300、ffL6200等；原料9 催化剂是由有机金属催化剂及胺类催化剂组成，单独或复配使用；原料10 填料是由超细碳酸钙和滑石粉等组成；聚脲涂料的制造工艺应包括以下几个步骤<1>涂料A组分的制造工艺a.将多元醇聚醚高温100 130°C，真空-0. 8Mpa,脱水4小时后冷却装桶，b.将多元醇聚醚放入反应釜内，并加入少量催化剂，升温至60 85°C滴加已用部 分聚醚多元醇共混合改性的环氧树脂，滴加完毕保温池后冷却放料，c.将已环氧改性的多元醇聚醚加入计量槽内，d.将计量的异氰酸酯加入加热的反应釜内，釜内充氮气保护，在搅拌状态下滴加 计量槽内的多元醇聚醚，控制反应温度为60 70°C，滴加时间1 3小时；滴加完毕，控制 温度70 80°C，保温2. 5 3小时后冷却至60°C放料，制得A组分半预聚体，e.取样测异氰胺酯(-NC0)含量，再补加混合多异氰酸酯、助剂、降粘剂，在高速分 散机上搅拌配制A组份，装桶包装，f.测游离异氰酸酯基(-NC0)含量控制在12% 16%，25°C粘度为500 800CPS，<2>涂料B组分的制造工艺将芳香族二元胺扩链剂、端氨基聚醚、多羟基化合物、色膏、助剂、催化剂、填料分 别计量后倒入配料缸内搅拌0. 5小时后，装桶包装。配有填料的组份，应再用三辊机研磨， 静止4小时后装桶测25°C粘度应为500 800CPS ；胺值设计值应为NH2 = 23 31%，聚脲涂层的制备工艺包括以下几个步骤
采用Va VB = 2 1专用喷涂聚脲设备，聚脲涂料材料通过加热、加压并用RIM 反应混合喷枪喷涂在能旋转的工作件表面喷涂形成聚脲刚性体涂层；<1>专用聚脲喷涂设备的要求a.压缩供料比例泵体积KVa Vb =1.95 2. 05 1b.提料输送泵供料流量Qa Qb = 1. 95 2. 10 1c. RIM反应喷枪A料供料口和B料供料口面积\ & = 1. 95 2. 10 1d.主机供压7 9MPa，比例泵工作压力16 ^MPa，A与B料比例泵工作压力差 < 7MPae. A料系统的加热能力应大于B料系统约30%<2>喷涂工作件应具备可旋转且可调整线速度的能力，配合凝胶时间，可制备涂层 表观良好的刚性聚脲。<3>刚性聚脲涂层的性能特征
权利要求
1.管道内喷涂刚性聚脲涂料的制备方法，其特征是分别制备A、B组份，并用Va Vb =2 1聚脲喷涂设备施工于工作件表面形成防护涂层；其各组份构成是:A组份为预聚体 结构，其异氰酸酯的含量为-NCO = 12 16% ；B组份为胺醚结构，其胺基值为NH2 = 23 31%，并且原料中-NC0/-NH2 = 0. 95 1. 2 1。其中A组份有以下原材料组份及重量百分比组成 原料名称异氰酸酯45 55%聚醚多元醇 40 35%环氧树脂5 0%降粘剂6 8%助剂4 2%B组份有以下原材料组份及重量百分比组成原料名称w%端氨基聚醚41 --49%多羟基化合物10 --2%芳香族二元胺34 --43. 5催化剂0 0. 5%色膏4 5%填料8 0%助剂3 0%
2.管道内喷涂刚性聚脲涂料的应用工艺，其特征是按以下步骤实施1)采用Va VB = 2 1专用喷涂聚脲设备，其要求是a.压缩供料比例泵体积KVa Vb =1.95 2. 05 1b.提料输送泵供料流量A % = 1. 95 2. 10 1c.RIM反应喷枪A料供料口和B料供料口面积\ 95 2. 10 1d.主机供压7 9MPa，比例泵工作压力16 ^MPa，A与B料比例泵工作压力差<7MPae.A料系统的加热能力应大于B料系统约30%2)喷涂工作件应具备可旋转且可调整线速度的能力，配合凝胶时间，可制备涂层表观 良好的刚性聚脲。
全文摘要
管道内喷涂刚性聚脲材料的制备及应用技术属新材料、新工艺技术领域，更确切的说是提供了一种更适合于管道内防腐和降低流体摩阻的衬里保护材料。原用VA∶VB＝1∶1聚脲喷涂设备施工的涂层因涂层刚性邵D60以上的技术要求及原材料选用的局限性，原聚脲涂层材料B组份材料中渗杂了大量的羟基化合物，不具备纯聚脲的特性，防腐功能和材料力学性能明显下降。而本发明所采用的是低异氰酸酯含量的预聚体的A组份和胺基化合物B组份反应，配套使用VA∶VB＝2∶1的专用聚脲喷涂设备，使得制备的涂层材料具有邵D60以上刚性材料的特征，又具有良好的纯聚脲防腐性能，克服了原涂层存在的力学性能差、防腐性能差的缺陷。拓宽了纯聚脲的应用领域。
文档编号B05D7/24GK102079940SQ201010579199
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者侯锐钢, 姚中恒, 柴华敏 申请人:上海瑞鹏化工材料科技有限公司