一种快速喷涂固化型改性聚氨酯耐酸材料及其制备方法与流程

文档序号:17346067发布日期:2019-04-09 20:30阅读:361来源:国知局

本发明涉及一种酸性环境下使用的快速喷涂固化型改性聚氨酯材料,适用于化工、罐区、矿山和管道、酸性池等接触高浓度酸(浓度大于30%)(硫酸,盐酸,磷酸等)情况下容器耐酸防护涂层,并具有施工简单、施工效率高等优点。



背景技术:

喷涂聚氨酯技术是继高固体分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低污染涂装技术后,一种新型的无污染的环境友好型施工技术。具有无溶剂、快速固化、施工效率高、厚涂不流挂、对温湿度不敏感、物理性能优越等特性,已在防水、防腐、耐磨等领域有着广泛应用。

喷涂聚氨酯组合料分为a、b两种组分,分别包含异氰酸酯组分和聚合物多元醇组分。施工时通常采用高温高压撞击式混合喷涂设备。快速成型,一次施工即可达到设计厚度,并可在任意曲面喷涂成型。涂层连续、致密、无接缝。

化工行业,矿山,湿法冶金等行业在生产过程中会涉及到大量的酸性物质比如盐酸、硫酸等。由于种种原因,这些酸性物质均有外泄并腐蚀建筑、构筑物等风险,因此需要耐酸性介质对其进行保护。目前普遍应用的有耐酸砖、耐酸混凝土、耐酸胶泥等材料。本发明相比现有技术具有以下优势:

1、施工方式:现有技术主要是采用手工刷涂方式,施工效率低,并且材料固化时间长(固化时间大于2小时)。本发明采用双组份机械喷涂,施工效率大大提高,并且固化速度快(10秒固化),生产效率大大提高。

2、环保性:现有技术材料以溶剂型为主,材料中含有溶剂,对环境有污染。本发明是100%固含量材料,无任何可挥发性物质,绿色环保。

3、耐酸性:传统技术主要通过添加各种填料提高材料的耐腐蚀性,并且耐酸性能差,不能长期耐受酸性物质的腐蚀。本发明主要以耐酸树脂为主,耐酸填料为辅,通过材料改性,耐酸性能优异,并且耐酸使用寿命大大提高。



技术实现要素:

本发明提供一种酸性环境下使用的喷涂快速固化型改性聚氨酯材料及其制备方法。该材料生产过程简单,施工简单、环保,得到的制品强度高,弹性、韧性好且具有优异的耐酸性能和长期的使用寿命。可用于化工行业酸池、矿山、管道等的酸性环境的表面防护,以及其它盛装高浓度酸溶液的容器。

本发明解决其技术问题所采用具体技术方案:

一种快速喷涂固化型改性聚氨酯耐酸材料及其制备方法,其特征在于包括(a组分)改性聚氨酯预聚体的合成及(b组分)环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇、氨基扩链剂,色浆、催化剂、耐酸填料、助剂等的混合。

本发明a组分和b组分采用单独包装,现场施工时采用专业喷涂机以体积比1:1的比例撞击混合固化成型。

本发明称谓a、b组分只是为了表述上的方便。

进一步地:

1.所述的(a组分)改性聚氨酯预聚体的合成方法为:以重量份计,异氰酸酯单体为10-50份,液体聚硫橡胶为20-80份,催化剂0.2-2.5份。液体聚硫橡胶按照计算的份数加入三口烧瓶,温度加热到100度左右,真空脱水2小时,温度降低到40度左右,缓慢加入定量的异氰酸酯,30分钟加完,反应30分钟后,加入催化剂,温度提高到65度,搅拌反应4-6小时,降温冷却出料。

2.所述的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇的合成方法:取端羟基聚丁二烯40-90份于三口烧瓶,加热到100度左右,真空脱水,然后冷却到常温,加入环氧树脂20-60份,搅拌反应,搅拌均匀后加入催化剂0.1-2份,反应升温,温度稳定后,继续升温到95度,反应4-6小时,冷却出料。

3.所述的(b组分)的制备方法为:以重量份计,上述合成的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇40-60份、氨基扩链剂5-20份、色浆2-8份、催化剂0.2-1.5份、耐酸填料5-30份、助剂1-5份,混合均匀得到b组分。

其中,所述的异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯,二环己基甲烷二异氰酸酯,1,4环己烷二异氰酸酯,环己烷二亚甲基二异氰酸酯,三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯,甲基环己基二异氰酸酯,甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯,对苯二异氰酸酯,苯二亚甲基二异氰酸酯,二甲基联苯二异氰酸酯,二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。

液体聚硫橡胶为分子量为500-4000的端羟基聚硫橡胶,官能度在2-4。

氨基扩链剂为二甲硫基甲苯二胺(dmtda),二乙基甲苯二胺(detda),3,3′-二氯-4,4′-二苯基甲烷二胺(moca)中的一种或几种;

催化剂为二月桂酸二丁基锡,辛酸亚锡,异辛酸铅,异辛酸铋的一种或几种。

耐酸填料为铸石粉、石英粉、辉绿岩粉的一种或几种

环氧树脂可以是双酚a型,双酚s型,或者酚醛树脂中的一种或几种。

端羟基聚丁二烯是羟基含量在0.3-0.5mmol/g,数均分子量在2500-5000。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细描述,但发明的方式不限于此。此外应理解为在阅读本发明介绍的内容之后,本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改,这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。

以下实施例所用材料如下:未作特别说明,各百分数均指的是质量百分数。

lbh2000数均分子量2100,羟值0.91端羟基聚丁二烯

mdi-504,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(50%)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(50%)

jly-121数均分子量1000,交联度2%液体聚硫橡胶

e51环氧当量196环氧树脂

e100二乙基甲苯二胺氨基扩链剂

石英粉600-1200目耐酸填料

自制白色浆

a3分子筛干燥剂

t-12二月桂酸二丁基锡有机锡催化剂

8118异辛酸铋有机铋催化剂

byk-530有机硅类消泡剂

实施例一:

a组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,jly-12170份加入三口烧瓶,温度加热到100度左右,真空脱水2小时,温度降低到40度左右,缓慢加入30份的mdi-50,30分钟加完,反应30分钟后,加入0.3份t12,温度提高到65度左右,搅拌反应5小时,降温冷却出料。

环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇的合成方法:取lbh200060份于三口烧瓶,加热到100度左右,真空脱水,然后冷却到常温,加入e5130份,搅拌反应,搅拌均匀后加入0.5份t12,反应升温,温度稳定后,继续升温到95度,反应4.5小时,冷却出料。

b组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,上述合成的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇60份,e1008份,81181份,byk-5300.3份,石英砂10份,a35份,白色浆5份在常温,常压下混合搅拌均匀后出料。

实施例二:

a组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,jly-121,75份加入三口烧瓶,温度加热到100度左右,真空脱水2小时,温度降低到40度左右,缓慢加入30份的mdi-50,30分钟加完,反应30分钟后,加入0.3份t12,温度提高到65度左右,搅拌反应5小时,降温冷却出料。

环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇的合成方法:取lbh200060份于三口烧瓶,加热到100度左右,真空脱水,然后冷却到常温,加入e5140份,搅拌反应,搅拌均匀后加入0.5份t12,反应升温,温度稳定后,继续升温到95度,反应4.5小时,冷却出料。

b组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,上述合成的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇,50份;e100,12份;8118,0.8份;byk-530,0.3份;石英砂,10份;a3,5份;白色浆,5份,在常温,常压下混合搅拌均匀后出料。

实施例三:

a组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,jly-121,60份加入三口烧瓶,温度加热到100度左右,真空脱水2小时,温度降低到40度左右,缓慢加入30份的mdi-50,30分钟加完,反应30分钟后,加入0.3份t12,温度提高到65度左右,搅拌反应5小时,降温冷却出料。

环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇的合成方法:取lbh200050份于三口烧瓶,加热到100度左右,真空脱水,然后冷却到常温,加入e5130份,搅拌反应,搅拌均匀后加入0.5份t12,反应升温,温度稳定后,继续升温到95度,反应4.5小时,冷却出料。

b组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,上述合成的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇,50份;e100,15份;8118,1份;byk-530,0.3份;石英砂,15份;a3,5份;白色浆,5份;在常温,常压下混合搅拌均匀后出料。

实施例四:

a组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,jly-121,65份加入三口烧瓶,温度加热到100度左右,真空脱水2小时,温度降低到40度左右,缓慢加入40份的mdi-50,30分钟加完,反应30分钟后,加入0.2份t12,温度提高到65度左右,搅拌反应5小时,降温冷却出料。

环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇的合成方法:取lbh2000,50份于三口烧瓶,加热到100度左右,真空脱水,然后冷却到常温,加入e51,35份,搅拌反应,搅拌均匀后加入0.5份t12,反应升温,温度稳定后,继续升温到95度,反应4.5小时,冷却出料。

b组分:按照如下制备方法得到:以重量份计,上述合成的环氧改性端羟基聚丁二烯聚醚多元醇,50份;e100,15份;8118,0.5份;byk-530,0.3份;石英砂,20份;a3,5份;白色浆,5份,在常温,常压下混合搅拌均匀后出料。

a组分与b组分以1:1的比例系数使用喷涂机进行混合反应,5min内即可固化成型,室温放置h后即可得到完全成型的改性聚氨酯耐酸材料。

表1为实施例1–4的改性聚氨酯耐酸制品性能测试结果

由表可知,采用本发明的材料与普通耐酸材料相比,具有更加快速的施工工艺,优异的耐酸腐蚀性能,并具有较高的力学性能

表1:改性聚氨酯耐酸材料性能测试

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。

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