一种音箱用聚脲防护材料、制备方法及使用方法与流程

1.本发明属于木质音箱防护材料技术领域，具体涉及一种音箱用聚脲防护材料、制备方法及使用方法。


背景技术：

2.聚脲弹性体(polyurea elastomer，简称pua)是国外近30年来继高固体份涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低(无)污染涂料后兴起的一种新型环保涂料。它是在反应注射成型(rim)技术的基础上发展起来的。美国聚脲发展协会(pda)对聚脲的定义是由异氰酸酯封端的预聚物(a组分)与氨基化合物组分(r组分)反应生成的高聚物。a组分与r组分通过高温高压无气对撞混合设备喷涂。该工艺属快速反应喷涂体系，原料体系不含溶剂、固化速度块，工艺简单，可很方便的在立面、曲面喷涂十几毫米厚而不流挂。
3.聚脲的出现，完全打破了传统的防腐和防护观念，为材料保护行业树立了一个更高的标准。聚脲涂层柔韧有余、刚性十足、色彩丰富，它致密、连续、无接缝，完全隔绝空气中水分和氧气的渗入，防腐和防护性能无与伦比，具有耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温、抗爆、防弹、耐核辐射等多种功能，因此应用领域十分广泛。该涂料具有优异的强度和弹性，并具有优异的耐水性、耐化学腐蚀和耐老化性能，近些年发展迅猛。
4.目前木质音箱防护多采用水性涂料、环氧沥青涂料来作为音箱防护。
5.中国专利cn201710650809.2授权了一种用于音箱面板的水性漆及其制备方法，该发明公开了一种用于音箱面板的水性漆，各组分按重量配比包括35～45份丙烯酸乳液，15～20份聚氨酯改性环氧树脂，0.1～0.2份消泡剂，0.5～1份流平剂，0.5～1份分散剂，0.5～1份增稠剂，3～5份改性剂，50～60份水。上述水性漆，无毒无害，储存、使用过程中没有有机溶剂的挥发，对环境污染小，符合环保要求。采用水性涂料作为音箱防护涂料优点在于其突出的环保性、极低的voc排放，但是水性树脂体系自身就是亲水结构，长时间使用下，其耐介质性是一严重使用问题，而且涂膜自身强度不高，其耐刮擦、抗划伤性能不佳。
6.中国专利cn97101263.6授权了一种音箱箱体的制造方法及其产品。该制造方法以无机材料为基材，在无机材料基材上涂覆乳化沥青和木粉混合物涂层，构成以无机材料为基材，基材内表面涂覆有乳化沥青和木粉混合物的音箱箱体。使用无机填料为音箱表面颗粒制作源的方式，存在涂膜颗粒分布不均匀及物料贮存易出现死沉降的情况，乳化沥青长时间在户外使用，长时间受紫外线照射易出现开裂、强度下降的情况，同时该涂层体系自重较大，容易增加音箱自重，不利于材料轻量化。


技术实现要素：

7.鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种可提高音箱表面质感的音箱用聚脲防护材料及其制备方法。
8.为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
9.第一方面，本申请提供了一种音箱用聚脲防护材料，包括a组分级b组分；其中：
10.所述的a组分的原料按质量百分比配比如下：60～70％的多异氰酸酯、30～40％的聚醚多元醇；
11.所述的b组分的原料按质量百分比配比如下：70～80％的聚醚多元醇、15～25％的胺类扩链剂、0.1～1％的催化剂、3～5％的色浆及3～5％分子筛。
12.在其中一些实施例中，所述的多异氰酸酯为4,4
’‑
mdi、2,4
’‑
mdi、2.2'
‑
mdi、mdi
‑
100ll、papi、tdi、hdi、ipdi、hmdi、xdi、ndi、ppdi、chdi中的至少一种。
13.在其中一些实施例中，所述的聚醚多元醇为数均分子量为250～1000的下列物质中的至少一种：聚氧化丙烯多元醇、聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯二醇。
14.在其中一些实施例中，所述的胺类扩链剂为异佛尔酮二胺(ipda)，4,4
’‑
双仲丁氨基二环己基甲烷(clearlink 1000)，3，3
’‑
二甲基
‑
4，4
’‑
双仲丁氨基
‑
二环己基甲烷(clearlink3000)，甲基二乙醇胺，二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺，4,4'
‑
亚甲基双(3
‑
氯
‑
2,6
‑
二乙基苯胺)(m
‑
cdea)，4,4
’‑
亚甲基双(2,6
‑
二乙基苯胺)(m
‑
dea)，n,n
’‑
双仲戊基环己烷二胺中的一种或几种。
15.在其中一些实施例中，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、异辛酸铋、异辛酸锌中的至少一种。
16.在其中一些实施例中，所述的色浆为聚氨酯行业通用色浆，其颜色包括：红、黄、蓝、绿、白、黑色浆，其含水量≤0.05％。
17.在其中一些实施例中，所述分子筛规格为3a。
18.第二方面，本申请还提供了一种所述的音箱用聚脲防护材料的制备方法，包括下述步骤：
19.a组分的制备方法：
20.于惰性环境中，将聚醚多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h制得半预聚体a组分，其nco％含量为15％
‑
20％；
21.b组分的制备方法：
22.按质量比为(15
‑
25)：(70
‑
80)：(3
‑
5)：(3
‑
5)：(0.2～0.5)将胺类扩链剂、聚醚多元醇、分子筛、色浆、及催化剂搅拌过滤，得到b组分。
23.第三方面，本申请还提供一种所述的音箱用聚脲防护材料的使用方法，将所述a组分及所述b组分按体积比1:1的比例喷涂至音箱表面。
24.本申请采用上述技术方案具备下述效果：
25.相较于现有技术，本申请提供的音箱用聚脲防护材料，包括a组分级b组分，所述的a组分的原料按质量百分比配比如下：60～70％的多异氰酸酯、30～40％的聚醚多元醇，所述的b组分的原料按质量百分比配比如下：70～80％的聚醚多元醇、15～25％的胺类扩链剂、0.1～1％的催化剂、3～5％的色浆及3～5％分子筛，本申请提供的音箱用聚脲防护材料是一种新型的零voc、无溶剂、环保型的新型材料，对环境友好；具有高强的物理性能、强度高、韧性好、抗冲击性能突出，拉伸强度≥20mpa，断裂伸长率≥50％，冲击强度达1kg/m；涂层自身耐候性能突出，耐人工气候老化可达3000h以上，远高于同类竞品，适合长期在户外使用；且致密无接缝，具有优秀的防腐、防渗性能，保护木质底材，提高音箱使用寿命。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例提供的音箱用聚脲防护材料的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
32.本申请提供的音箱用聚脲防护材料，包括：a组分级b组分；其中：所述的a组分的原料按质量百分比配比如下：60～70％的多异氰酸酯、30～40％的聚醚多元醇；所述的b组分的原料按质量百分比配比如下：70～80％的聚醚多元醇、15～25％的胺类扩链剂、0.1～1％的催化剂、3～5％的色浆及3～5％分子筛。
33.所述的多异氰酸酯为4,4
’‑
mdi、2,4
’‑
mdi、2.2'
‑
mdi、mdi
‑
100ll、papi、tdi、hdi、ipdi、hmdi、xdi、ndi、ppdi、chdi中的至少一种。
34.在其中一些实施例中，所述的聚醚多元醇为数均分子量为250～1000的下列物质中的至少一种：聚氧化丙烯多元醇、聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯二醇。
35.在其中一些实施例中，所述的胺类扩链剂为异佛尔酮二胺(ipda)，4,4
’‑
双仲丁氨基二环己基甲烷(clearlink 1000)，3，3
’‑
二甲基
‑
4，4
’‑
双仲丁氨基
‑
二环己基甲烷(clearlink3000)，甲基二乙醇胺，二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺，4,4'
‑
亚甲基双(3
‑
氯
‑
2,6
‑
二乙基苯胺)(m
‑
cdea)，4,4
’‑
亚甲基双(2,6
‑
二乙基苯胺)(m
‑
dea)，n,n
’‑
双仲戊基环己烷二胺中的一种或几种。
36.在其中一些实施例中，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、异辛酸铋、异辛酸锌中的至少一种。
37.在其中一些实施例中，所述的色浆为聚氨酯行业通用色浆，其颜色包括：红、黄、蓝、绿、白、黑色浆，其含水量≤0.05％。
38.在其中一些实施例中，所述分子筛规格为3a。
39.本申请提供的音箱用聚脲防护材料是一种新型的零voc、无溶剂、环保型的新型材料，对环境友好；具有高强的物理性能、强度高、韧性好、抗冲击性能突出，拉伸强度≥20mpa，断裂伸长率≥50％，冲击强度达1kg/m；涂层自身耐候性能突出，耐人工气候老化可达3000h以上，远高于同类竞品，适合长期在户外使用；且致密无接缝，具有优秀的防腐、防渗性能，保护木质底材，提高音箱使用寿命。
40.请参阅图1，为本发明实施例提供的所述的音箱用聚脲防护材料的制备方法，包括下述步骤：
41.步骤s110：a组分的制备方法：于惰性环境中，将聚醚多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h制得半预聚体a组分，其nco％含量为15％
‑
20％；
42.步骤s120：b组分的制备方法：按质量比为(15
‑
25)：(70
‑
80)：(3
‑
5)：(3
‑
5)：(0.2～0.5)将胺类扩链剂、聚醚多元醇、分子筛、色浆、及催化剂搅拌过滤，得到b组分。
43.上述音箱用聚脲防护材料的制备方法，制备工艺简单，制备得到的聚脲防护材料，可用于喷涂在音箱表面，其设计性能为拉伸强度≥20mpa，断裂伸长率≥50％，附着力≥2.0mpa(或基材破坏)，耐人工气候老化3000h以上，冲击强度可达1kg/m，在远高于同类音箱外层涂料的物理性能的同时与各种木材均具有较好的附着力，可达2mpa以上(或基材破坏)。
44.本申请将上述制备得到的所述a组分及所述b组分按体积比1:1的比例喷涂至音箱表面。
45.可以理解，喷涂聚脲材料采用专用高压无气喷涂设备进行喷涂，喷涂效率高，喷涂过程中，可以通过喷涂手法，较常规喷涂喷枪稍远，让喷涂物料在空中“雾化”成固体小颗粒，最终附着力在音箱外壳表面上，反复几道，最终在音箱表面形成大小均一、细致饱满的颗粒状表面效果，使喷涂了专用聚脲防护材料的音箱表面质感远超过同类音箱外壳涂料。
46.以下结合详细实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
47.实施例1
48.本发明实施例1提供的音箱用聚脲防腐材料由a、b两组分组成，其中a组分为异氰酸酯预聚体、b组分为胺扩链剂、聚醚多元醇、色浆及功能助剂组成，其制备步骤如下：
49.(1)制备a组分：惰性条件下，将36份分子量为1000的聚氧化丙烯醚多元醇投入到反应瓶中，加热至100～120℃，在真空负压(
‑
0.1mpa)下脱水至少2h；随后降温至50～60℃加入32份mdi
‑
50、32份4.4
’‑
mdi，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体a组分。
50.(2)制备b组分：20份的二乙基甲苯二胺，61份分子量1000的聚氧化丙烯醚二醇、10份分子量为450的聚氧化丙醚多元醇tmn450、5份3a分子筛、3.5份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得b组分。
51.制备音箱用聚脲防护材料：将上述a、b组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述音箱用聚脲防护材料。
52.将制备好的试样在23℃、rh50％的环境下，养护168h，其性能测试结果如表1所示。
53.表1
54.序号项目测试标准测试结果
1凝胶时间/sgb/t23446
‑
20097.82拉伸强度/mpagb/t16777
‑
200828.73断裂伸长率/％gb/t16777
‑
200862.64冲击强度，kg/mgb/t16777
‑
200815附着力(木材)，mpagb/t16777
‑
20083.26人工气候老化，3000hgb/t20624.2
‑
2006无粉化、无断裂
55.实施例2
56.本发明提供的音箱用聚脲防腐材料由a、b两组分组成，其中a组分为异氰酸酯预聚体、b组分为胺扩链剂、聚醚多元醇、色浆及功能助剂组成，其制备步骤如下：
57.(1)制备a组分：惰性条件下，将24份分子量为1000的聚氧化丙烯醚多元醇和17份的分子量为400的聚氧化丙烯醚二醇投入至反应瓶中，加热至100～120℃，在真空负压(
‑
0.1mpa)下脱水至少2h至；随后降温至50～60℃加入40份l
‑
mdi、24份4.4
’‑
mdi，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体a组分。
58.(2)制备b组分：15份的二乙基甲苯二胺、71份分子量1000的聚氧化丙烯醚二醇、5份分子量为400的聚氧化丙醚多元醇dl400、5份3a分子筛、3.5份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得b组分。
59.制备音箱用聚脲防护材料：将上述a、b组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述音箱用聚脲防护材料。
60.将制备好的试样在23℃、rh50％的环境下，养护168h，其性能测试结果如表2所示。
61.表2
62.序号项目测试标准测试结果1凝胶时间/sgb/t23446
‑
200982拉伸强度/mpagb/t16777
‑
200822.83断裂伸长率/％gb/t16777
‑
200872.64冲击强度，kg/mgb/t16777
‑
200815附着力(木材)，mpagb/t16777
‑
20083.76人工气候老化，3000hgb/t20624.2
‑
2006无粉化、无断裂
63.实施例3
64.本发明提供的音箱用聚脲防腐材料由a、b两组分组成，其中a组分为异氰酸酯预聚体、b组分为胺扩链剂、聚醚多元醇、色浆及功能助剂组成，其制备步骤如下：
65.(1)制备a组分：惰性条件下，将19份分子量为1000的聚氧化丙烯醚多元醇和15份的分子量为400的聚氧化丙烯醚二醇投入至反应瓶中，加热至100～120℃，在真空负压(
‑
0.1mpa)下脱水至少2h至；随后降温至50～60℃加入660份mdi
‑
50，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体a组分。
66.(2)制备b组分：20份的二乙基甲苯二胺、51份分子量1000的聚氧化丙烯醚二醇、200份分子量为650的聚四氢呋喃二元醇ptmg650、5份3a分子筛、3.5份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得b组分。
67.制备音箱用聚脲防护材料：将上述a、b组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述音箱用聚脲防护材料。
68.将制备好的试样在23℃、rh50％的环境下，养护168h，其性能测试结果如表3所示。
69.表2
70.序号项目测试标准测试结果1凝胶时间/sgb/t23446
‑
20097.52拉伸强度/mpagb/t16777
‑
200831.43断裂伸长率/％gb/t16777
‑
200856.74冲击强度，kg/mgb/t16777
‑
200815附着力(木材)，mpagb/t16777
‑
20083.36人工气候老化，3000hgb/t20624.2
‑
2006无粉化、无断裂
71.以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。