专利名称：鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种鉴别由异氰酸酯组份与氨基化合物或羟基化合物组份组成的喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂及其快速检测方法。
背景技术：
喷涂聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物树脂组份反应生成的一种弹性体物质。其中的异氰酸酯组份可以是芳香族的，也可以是脂肪族的；可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物，预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的。其中的氨基化合物组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的，在端氨基树脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂，但可以含有便于颜料分散的助剂。
而喷涂聚氨酯脲足由异氰酸酯组份与树脂组份反应生成的一种弹性体物质。其中的异氰酸酯组份口I以是芳香族的，也可以是脂肪族的；可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的。其中的树脂组份可以是端羟基树脂，也可以是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在树脂组份中，可以含有提高反应活性的催化剂。
喷涂聚氨酯也是由异氰酸酯组份与树脂组份反应生成的一种弹性体物质。其中的异氰酸酯组份由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得，既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的；但树脂组份一定是由端羟基树脂(例如二元醇、三元醇、多羟基聚合物多元醇等)和端羟基(芳香族或脂肪族)扩链剂组成，在端羟基树脂中，必须含有用于提高反应活性的催化剂。
从上述定义得知喷涂聚脲与喷涂聚氨酯脲、喷涂聚氨酯的主要区别在于喷涂聚脲的树脂组份只含有端氨基聚醚且不含催化剂，而喷涂聚氨酯脲的树脂组份既含有端氨基聚醚、也含有端羟基聚醚且含有催化剂，喷涂聚氨酯的树脂组份只含有端羟基聚醚且含有催化剂。因此，通过检测氨基化合物或羟基化合物组份就可以鉴别喷涂聚脲与喷涂聚氨酯脲、喷涂聚氨酯材料。
喷涂聚脲技术是一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。该技术以半预聚体、端氨基聚醚、胺扩链剂为原料，采用专用设备现场喷涂成型，形成具有防腐、防水、耐磨、耐老化等多功能的聚脲材料。喷涂聚脲技术将新材料、新设备和新工艺有机地结合在一起，是传统施工技术的一次革命性飞跃，是目前国际上最先进的"环保型"施工技术之一。喷涂聚脲技术的发展经历了纯喷涂聚氨酯、喷涂聚氨酯脲、喷涂聚脲三个阶段。与喷涂聚氨酯、喷涂聚
3氨酯脲相比，喷涂聚脲使用了端氨基聚醚和胺扩链剂作为活泼氢组份，与异氰酸酯组份的反应活性极高，无需任何催化剂，即可在室温(甚至0。C以下)瞬间完成反应，从而有效地消除喷涂聚氨酯和喷涂聚氨酯脲在喷涂成型过程中因环境温度和湿度的影响而发泡，以及含有催化剂等造成材料的性能急剧下降的致命缺点。该技术还有一个显著特点就是100%固含量，只要正确使用本技术，无论是施工期间，还是材料投入使用后，涂层均不产生有害物质和刺激性气味，对环境保护极为有益，属新型环境友好型材料。总之，喷涂聚脲技术将聚脲的优异性能和快速喷涂、现场固化的施工技术有机地结合在一起，使其在工程应用中显示出无可比拟的优越性。
喷涂聚脲与喷涂聚氨酯脲、喷涂聚氨酯涂层的物理力学性能、耐老化性能，尤其是工程现场涂层性能的稳定性有很大差异。但在实际工程过程中经常会发生以树脂组份含羟基化合物的喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯假冒树脂组份只含氨基化合物的聚脲的情况，给工程质量造成极大隐患。
因此，如何快速鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲和喷涂聚氨酯材料对于实际工程意义非常重大。但是，目前如何快速、高效地鉴别它们仍是一个世界性的难题。虽然可以采用羟基分析、氨基分析、傅里叶变换红外光谱、原子吸收光谱等化学分析和仪器分析方法对其进行鉴别，但是上述方法对仪器要求高，而且分析所需时间长、费用高，不适用于工程现场准确、快速、便捷地鉴别喷涂聚脲与喷涂聚氨酯脲和喷涂聚氨酯材料。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于快速鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述展色剂快速鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的检测方法。
一种鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂，其特征在于它包括低分子量羟基化合物和伯胺化合物，所述羟基化合物与伯胺化合物摩尔比是O.l : 99.9 99.9 : 0.1，最
好是i : io io : i;或者是低分子量羟基化合物和伯胺化合物的水溶液，所述低分子量羟基
化合物水溶液及伯胺化合物水溶液的质量百分比浓度是0.1% 99.9%，最好是25% 55%。
所述低分子量羟基化合物的结构式是X(OH)n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n》l。具体实施例中，X代表烃类基团，n的数值是从2到4。所述低分子量羟基化合物具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但并不局限于这些乙二醇，丙二醇，丁二醇，二乙二醇，已二醇，三甘醇，丙烯二醇，三羟甲基丙烷，1,6-二羟基己烷。所述伯胺化合物的结构式是X(NH2)n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n>2。
所述伯胺具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但并不局限于这些乙烯基二胺，1,2-
二氨基丙烷，1,3-二氨基戊垸，1,4-二氨基丁垸，1,6-二氨基己烷，2,2,4-三甲基-1,6-二氨基己垸，2,4,4-三甲基-1,6-二氨基己烷，l-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨甲基环己烷，1,11-二氨基十二烯，1,3-环己垸二胺，1,4-环己垸二胺，2,4-二辛垸基甲苯二胺，2,6-二辛烷基甲苯二胺。
一种快速鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯材料的检测方法，其特征在于它包括以下步骤(a)采用上述低分子量羟基化合物和伯胺化合物的混合物和/或其水溶液作为展色剂；(b)将喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的氨基化合物或羟基化合物组份加入展色剂中搅拌均匀；(c)根据氨基化合物或羟基化合物组份与展色剂发生显色反应后所发生的颜色变化，判断该材料是喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲还是喷涂聚氨酯。
所述步骤(c)中发生显色反应的合适条件是常压，反应温度不低于5'C。上述异氰酸酯组份可以是芳香族的，也可以是脂肪族的；也可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物；预聚物和半预聚物是由端氨基和/或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。
上述氨基化合物或羟基化合物组份可以是a)由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂；b)由端羟基树脂或端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在树脂组份中，可以含有提高反应活性的催化剂；c)端羟基树脂(例如二元醇、三元醇、多羟基聚合物多元醇等)和端羟基(芳香族或脂肪族)扩链剂组成，在端羟基树脂中，必须含有用于提高反应活性的催化剂。
本发明的优点是l)方法简便，只需要根据显色反应所发生的颜色变化，不需要借助其它任何化学分析和仪器分析，即可完成对喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲、喷涂聚氨酯的快速鉴别；2)鉴别速度快，单组份的鉴别过程大约需要l分钟即可完成。
具体实施例方式
下面通过具体实施例来详细说明本发明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例中。实施例1:
(a)分别配制①由9. 1份T-5000氨基聚醚、26. 3份氨基聚醚D-2000和15. 2份二乙基甲苯二胺(简称DETDA);②由9. 1份羟基聚醚330、 26. 3份氨基聚醚D-2000、 15. 2份DETDA和3份二月桂酸二丁基锡；③由9. 1份羟基聚醚330、 26.3份聚醚220、 15.2份DETDA和5份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由l摩尔乙二醇、0.3摩尔1，2 — 二氨基丙烷组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现铁红色的是喷涂聚脲，呈现浅玫瑰红色的是喷涂聚氨酯脲，呈现粉红色的是喷涂聚氨酯。
实施例2:
(a)分别配制①由9. 1份T-5000氨基聚醚、26. 3份氨基聚醚D-2000和15. 2份DETDA;②由9. 1份羟基聚醚330、 26. 3份氨基聚醚D-2000、 15. 2份DETDA和3份二月桂酸二丁基锡；③由9. i份羟基聚醚330、 26.3份聚醚220、 15. 2份DETDA和5份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由1摩尔质量百分比浓度为50%的乙二醇水溶液、0. 3摩尔质量百分比浓度为5%的1, 2 — 二氨基丙烷水溶液组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现深绿色的是喷涂聚脲，呈现草绿色的是喷涂聚氨酯脲，呈现浅绿色的是喷涂聚氨酯。
实施例3:
(a)分别配制①由26.3份氨基聚醚D-2000、 8. 2份DETDA、 13. 0份N， N-二烷基甲基二胺、10份碳酸钙、2. 5份钛白和0. 5份癸二酸酯；②由10份氨基聚醚D-2000、 16. 3份羟基聚醚330、 8.2份DETDA、 13. 0份N， N-二烷基甲基二胺、丄0份碳酸钙、2.5份钛白、0. 5份癸二酸酯和3份二月桂酸二丁基锡；③由26. 3份羟基聚醚330、 8. 2份DETDA、 13. 0份N， N-二烷基甲基二胺、IO份碳酸钙、2.5份钛白、0.5份癸二酸酯、5份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由1摩尔丙二醇、0.7摩尔丁二醇、0. 1摩尔1，6-二氨基己烷组成的展色剂中，搅拌l分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现酞蓝色的是喷涂聚脲，呈现天蓝色的是喷涂聚氨酯脲，呈现淡天蓝色的是喷涂聚氨酯。
实施例4:
(a)分别配制①由26. 3份氨基聚醚D-2000、 8. 2份DETDA、 13. 0份N， N-二烷基甲基二胺、10份碳酸钙、2. 5份钛白和0. 5份癸二酸酯；②由10份氨基聚醚D-2000、 16. 3份羟基聚醚330、 8.2份DETDA、 13. 0份N， N-二垸基甲基二胺、10份碳酸钙、2.5份钛白、0. 5份癸二酸酯和3份二月桂酸二丁基锡；③由26.3份羟基聚醚330、 8.2份DETDA、 13. 0份N， N-二垸基甲基二胺、10份碳酸钙、2. 5份钛白、0. 5份癸二酸酯和8份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由l摩尔质量百分比浓度为60%的丙二醇水溶液、0.7摩尔质量百分比浓度为50%的丁二醇水溶液、0. 1摩尔质量百分比浓度为10%的1, 6-二氨基己烷水溶液组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现深蓝色的是喷涂聚脲，呈现海蓝色的是喷涂聚氨酯脲，呈
6现中淡蓝色的是喷涂聚氨酯。实施例5:
分别配制①由10. 6份T-5000氨基聚醚、61. 5份氨基聚醚D-2000和28. 2份DETDA;②由10. 6份T-5000氨基聚醚、61. 5份羟基聚醚220、 28. 2份DETDA和4份辛酸亚锡；③由10. 6份羟基聚醚330、 61. 5份羟基聚醚220和28. 2份DETDA和8份辛酸亚锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由2摩尔三甘醇、0.7摩尔1,4一环己烷二胺组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现紫红色的是喷涂聚脲，呈现桔红色的是喷涂聚氨酯脲，呈现桔黄色的是喷涂聚氨酯。
实施例6:
分别配制①由10. 6份T-5000氨基聚醚、61. 5份氨基聚醚D-2000和28. 2份DETDA;②由10. 6份T-5000氨基聚醚、61. 5份羟基聚醚220、 28. 2份DETDA和4份辛酸亚锡；③由10. 6份羟基聚醚330、 61. 5份羟基聚醚220和28. 2份DETDA和8份辛酸亚锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由2摩尔质量百分比浓度为50%的三甘醇水溶液、0. 7摩尔质量百分比浓度为7%的1， 4-环己烷二胺水溶液组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现铁红色的是喷涂聚脲，呈现大红色的是喷涂聚氨酯脲，呈现朱红色的是喷涂聚氨酯。
实施例7:
分别配制①由75. 1份氨基聚醚D-2000、 10. 7份氨基聚醚D-400和26. 9份DETDA;②由29. 5份D-2000氨基聚醚、8. 0份羟基聚醚330、 57. 2份羟基聚醚220、 26. 9份DETDA和4份辛酸亚锡；③由8. 0份羟基聚醚330、 57. 2份羟基聚醚220和26. 9份DETDA和8份辛酸亚锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由0.5摩尔己二醇、1.4摩尔乙烯基二胺组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现铁红色的是喷涂聚脲，呈现玫瑰红色的是喷涂聚氨酯脲，呈现浅玫瑰红色的是喷涂聚氨酯。
实施例8:
分别配制①由75. 1份氨基聚醚D-2000、 10. 7份氨基聚醚D-400和26. 9份DETDA;②由29. 5份D-2000氨基聚醚、8. 0份羟基聚醚330、 57. 2份羟基聚醚220、 26. 9份DETDA和4份辛酸亚锡；③由8. 0份羟基聚醚330、 57. 2份羟基聚醚220和26. 9份DETDA和8份辛酸亚锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由0.5摩尔质量百分比浓度为70%的已二醇水溶液、1. 4摩尔质量百分比浓度为5%的乙烯基二胺水溶液组成的展色剂中，搅拌1分钟，
(b) 在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现橄榄绿色的是喷涂聚脲，呈现苹果绿色的是喷涂聚氨酯脲，呈现浅苹果色的是喷涂聚氨酯。
实施例9:
分别配制①由10. 0份T-5000氨基聚醚、61. 5份氨基聚醚D-2000、9. 3份氨基聚醚D-400和25. 8份DETDA;②由29. 5份D-2000氨基聚醚、62. 0份羟基聚醚220、 25. 8份DETDA和4份二月桂酸二丁基锡；③由9. 6份羟基聚醚330、 62. 0份羟基聚醚220和25. 8份DETDA和8份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由2.4摩尔乙二醇、0.6摩尔乙烯基二胺组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，(c)呈现铁红色的是喷涂聚脲，呈现玫瑰红色的是喷涂聚氨酯脲，呈现浅玫瑰红色的是喷涂聚氨酯。
实施例10:
分别配制①由10. 0份T-5000氨基聚醚、61. 5份氨基聚醚D-2000、 9. 3份氨基聚醚D-400和25.8份DETDA;②由29. 5份D-2000氨基聚醚、62. 0份羟基聚醚220、 25.8份DETDA和4份二月桂酸二丁基锡；③由9. 6份羟基聚醚330、 62. 0份羟基聚醚220和25. 8份DETDA和8份二月桂酸二丁基锡组成的三种氨基化合物或羟基化合物，再加入由2.4摩尔质量百分比浓度为25%的乙二醇水溶液、0.6摩尔质量百分比浓度为10%的乙烯基二胺水溶液组成的展色剂中，搅拌1分钟，(b)在室温条件下，氨基化合物或羟基化合物与展色剂立即发生显色反应，
(c) 呈现孔雀蓝色的是喷涂聚脲，呈现天蓝色的是喷涂聚氨酯脲，呈现淡天蓝色的是喷涂聚氨酯。
权利要求
1、一种鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂，其特征在于它包括低分子量羟基化合物和伯胺化合物，所述羟基化合物与伯胺化合物摩尔比是0.1∶99.9～99.9∶0.1。
2、 根据权利要求1所述的展色剂，其特征在于所述的羟基化合物与伯胺化合物摩尔比是i : io io : i。
3、 根据权利要求1或2所述的展色剂，其特征在于它是低分子量羟基化合物和伯胺化合物的水溶液，所述低分子量羟基化合物水溶液及伯胺化合物水溶液的质量百分比浓度是0.1% 99.9%。
4、 根据权利要求3所述的展色剂，其特征在于所述低分子量羟基化合物水溶液及伯胺化合物水溶液的质量百分比浓度是25% 55%。
5、 根据权利要求1所述的展色剂，其特征在于所述低分子量羟基化合物的结构式是-X(OH)n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n》l。
6、 根据权利要求1或5所述的展色剂，其特征在于所述低分子量羟基化合物是下列中的一种或几种乙二醇，丙二醇，丁二醇，二乙二醇，已二醇，三甘醇，丙烯二醇，三羟甲基丙烷，1,6-二羟基己垸。
7、 根据权利要求1所述的展色剂，其特征在于所述伯胺化合物的结构式是X(NH2)n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n>2。
8、 根据权利要求1或7所述的展色剂，其特征在于所述伯胺是下列中的一种或几种乙烯基二胺，1,2-二氨基丙烷，1,3-二氨基戊垸，1,4-二氨基丁烷，1,6-二氨基己垸，2,2,4-三甲基-1,6-二氨基己烷，2,4,4-三甲基-1，6-二氨基己烷，1-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨甲基环己垸，1,11-二氨基十二烯，1,3-环己烷二胺，1,4-环己烷二胺，2,4-二辛垸基甲苯二胺，2,6-二辛垸基甲苯二胺。
9、 一种快速鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的检测方法，其特征在于它包括以下步骤(a)釆用如权利要求1所述低分子量羟基化合物和伯胺化合物的混合物和/或其水溶液作为展色剂；(b)将喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的氨基化合物或羟基化合物组份加入展色剂中搅拌均匀；(c)根据氨基化合物或羟基化合物组份与展色剂发生显色反应后所发生的颜色变化，判断该材料是喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲还是喷涂聚氨酯。
10、 根据权利要求9所述的检测方法，其特征在所述步骤(c)中发生显色反应的条件是常压，反应温度不低于5"C。
全文摘要
本发明公开了一种鉴别喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的展色剂，它包括低分子量羟基化合物和伯胺化合物，其摩尔比是0.1∶99.9～99.9∶0.1。其检测方法为(a)采用低分子量羟基化合物和伯胺化合物的混合物和/或其水溶液作为展色剂；(b)将喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯的氨基化合物或羟基化合物组份加入展色剂中搅拌均匀；(c)根据氨基化合物或羟基化合物组份与展色剂反应后的颜色变化，判断是喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲还是喷涂聚氨酯。本发明的优点是方法简便，只需要根据显色反应所发生的颜色变化，即可鉴别其为喷涂聚脲、喷涂聚氨酯脲或喷涂聚氨酯；鉴别速度快，单组份的鉴别过程大约需要1分钟即可完成。
文档编号G01N31/22GK101526513SQ200910020530
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者平 吕, 王卫英, 黄微波 申请人:青岛理工大学