一种快速固化高附着力刚性聚脲及其制备方法技术

本发明专利技术属于用于钢结构防腐蚀刚性喷涂聚脲防护材料。一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，各原料质量百分比为，A组分：异氰酸酯50～70%、聚醚多元醇30～40%、助剂6～10%；B组分：扩链剂20～40%、聚醚多元醇30～60%、催化剂0～0.5%、色浆0～1%、颜填料0～10%、助剂0～10%。本发明专利技术刚性聚脲改善了高NCO含量聚脲涂层龟裂纹、脆性大的缺点。有较高的抗冲击性。属于快速固化、快干型聚脲材料，可缩短工期，有效提高施工效率。提高了聚脲的交联密度，增加了聚脲的刚性，使其在钢结构上附着力达到15MPa，阴极剥离半径小于3mm，高性能得以适用各种工况环境，拓宽了应用领域。

Fast curing high adhesion rigid polyurea and preparation method thereof

The invention belongs to a steel structure corrosion protection rigid spray polyurea protective material. A fast curing high adhesion of polyurea, the two components, the quality of raw materials as a percentage, the components of A: 50 ~ 70% isocyanate and polyether polyols 30 ~ 40%, 6 ~ 10% auxiliaries; group B: 20 ~ 40%, chain extender, polyether polyol, catalyst 0 30 ~ 60% ~ 0.5% 0, paste ~ 1%, 0 ~ 10% fillers and additives of 0 ~ 10%. The rigid polyurea of the invention improves the defects of high NCO content polyurea coating turtle crack and brittleness. High impact resistance. Belongs to the fast curing and quick drying type polyurea material, can shorten the construction period, improve the construction efficiency. Improve the crosslinking density of polyurea polyurea, increase the rigidity, the steel structure has reached 15MPa, the cathodic disbonding radius is less than 3mm, high performance can be applied to various working environment, broaden the application fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用于钢结构防腐蚀刚性喷涂聚脲防护材料，涉及到刚性聚脲材料。
技术介绍
在石油、化工、管道、海洋工程等防腐领域里，绝大多数设备、管道、平台与化学介质、大气、海水、土壤等腐蚀介质接触发生化学或电化学的作用而发生破坏。腐蚀介质的浓度、环境温度变化无常，因此钢结构设备、管道、平台等会受到不同程度的腐蚀。使材料与腐蚀介质隔开，如非金属涂层、衬里、暂时性防护材料等，防止对设备的磨损、腐蚀以及延长使用寿命。传统的非金属涂层有环氧、聚氨酯、氯化橡胶、工程塑料及聚烯烃类化合物等有较好的防护效果，但有施工复杂、使用寿命短、接缝难处理、维护费用高等弊病。聚脲材料的出现为防腐界提供了一种全新的材料和施工技术，集快速施工、环境友好、防腐蚀性能强、使用寿命强等优点于一身，已在化工、水利、交通、机械等行业广泛应用。但是其附着力参差不齐，成本较高，使其在某些领域应用不多。在实际应用在钢结构的聚脲凝胶时间长达20s，附着力仅有10MPa，阴极剥离半径仅有10mm，难以适应日益复杂的工况环境，急需一种快速固化、高附着力的刚性聚脲。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：避免上述技术不足，提供一种快速固化高附着力刚性聚脲，快速凝胶固化、便于施工、高附着力、低成本；本专利技术的另一目的是提供一种快速固化高附着力刚性聚脲的制备方法，工艺简单，易于操作。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案如下：一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下：A组分异氰酸酯50～70%聚醚多元醇30～40%助剂6～10%B组分扩链剂20～40%聚醚多元醇30～60%催化剂0～0.5%色浆0～1%颜填料0～10%助剂0～10%。所述的异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种混合，官能度大于2.0。所述聚醚多元醇可以是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚四氢呋喃醚、聚己内酯多元醇、蓖麻油多元醇、聚醚DV-125中的一种或多种混合。官能度在2-4之间，羟值当量在100～1000。所述扩链剂采用胺类扩链接、醇类扩链剂、或者胺类扩链剂和醇类扩链剂混合扩链剂。所述胺类扩链剂选自二乙基甲苯二胺（DETDA）、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、N,N’-二烷基甲苯二苯胺、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷（万华6200）、3,3’-二氯-4,4’-二氨基苯基甲烷，脂肪族多元胺一种或者多种混合；醇类扩链剂选自1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油的一种或几种。所述的催化剂可选自三亚乙基二胺、三乙醇胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡一种或者多种复配。所述的颜料选自碳酸钙、滑石粉、炭黑、二氧化钛中的一种或多种混合。所述的助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、润湿分散剂、偶联剂、流平剂、除水剂。所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂333等；所述的紫外线吸收剂选自UV-326、UV-327、UV-320、UV-531、Tinuvin326等；所述的润湿分散剂选自BYK104S、BYK2008等；所述的偶联剂选自KH550、KH560等；所述的流平剂选自BYK203、BYK110等；所述的除水剂选自Ti、3A活化粉、3A分子筛等。本专利技术所述快速固化高附着力刚性聚脲制备方法，具体工艺包括以下几个步骤：（1）A组分的制备工艺：将聚醚多元醇加入到反应釜中，110～120℃，真空-0.08～-0.1MPa，搅拌脱水2～3小时，除去真空后降温至60℃以下加入异氰酸酯，加热到80～90℃保温2～3小时后冷却加入助剂，搅拌均匀放料，制得A组分；（2）B组分的制备工艺：将胺类扩链剂、聚醚多元醇、颜料、催化剂和助剂按计量量加入拉缸中，分散均匀0.5小时出料。本专利技术刚性聚脲与同类产品相比，具有显著有益效果：(1)本专利技术制得的材料，4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷的加入改善了高NCO含量聚脲涂层龟裂纹、脆性大的缺点。有较高的抗冲击性。(2)本专利技术制得的材料，高效催化剂、高活性氨基扩链剂的加入缩短凝胶时间到6s，属于快速固化、快干型聚脲材料，可缩短工期，有效提高施工效率。(3)本专利技术制得的材料，聚醚DV-125、多苯基甲烷多异氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-二氨基苯基甲烷等多官能度、多苯环原料的加入提高了聚脲的交联密度，增加了聚脲的刚性，使其在钢结构上附着力达到15MPa，阴极剥离半径小于3mm，高性能得以适用各种工况环境，拓宽了应用领域。具体实施方式具体实施例1一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下：A组分的制备：30份聚四氢呋喃多元醇PTMEG1000加入反应釜中，110～120℃，真空-0.08～-0.1MPa，搅拌脱水2～3小时，除去真空后降温至60℃以下加入63份的MDI-100，加热到80～90℃保温2～3小时后冷却加入7份偶联剂KH560，搅拌均匀放料。B组分的制备：将30份DETDA、45份聚四氢呋喃多元醇PTMEG1000、15份脱水蓖麻油、0.3份二月桂酸二丁基锡、1份抗氧剂1010、1份UV-531、1份润湿分散剂BYK104S、1.2份流平剂BYK203、1份钛白粉、4.5份除水剂3A活化粉加入拉缸中，高速分散0.5小时，搅拌均匀放料。用美国Graco公司的XP3喷涂机按体积比1:1喷涂于管道表面，养护结束后，涂层性能结果见表1：表1刚性聚脲材料性能检测项检测值拉伸强度/MPa21断裂伸长率/%105撕裂强度/kN.m-180凝胶时间/s5.6附着力/MPa15.8耐阴极剥离/mm2.5具体实施例2一种快速固化高附着力刚性聚脲，其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下：A组分的制备：40份聚氧化丙烯二元醇PPG2000加入反应釜中，110～120℃，真空-0.08～-0.1MPa，搅拌脱水2～3小时，除去真空后降温至60℃以下加入35份的MDI-50，25份多苯基甲烷多异氰酸酯PAPI，加热到80～90℃保温2～3小时后冷却加入5份偶联剂KH560，搅拌均匀放料。B组分的制备：将30份DETDA、35份聚四氢呋喃多元醇P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速固化高附着力刚性聚脲，其特征是：其为双组分，A组分和B组分各原料质量百分比如下：A组分异氰酸酯       50～70%聚醚多元醇     30～40%助剂           6～10%B组分扩链剂         20～40%聚醚多元醇     30～60%催化剂         0～0.5%色浆           0～1%颜填料         0～10%助剂           0～10%。

【技术特征摘要】
1.一种快速固化高附着力刚性聚脲，其特征是：其为双组分，A组分和B组分各原料质量
百分比如下：
A组分
异氰酸酯50～70%
聚醚多元醇30～40%
助剂6～10%
B组分
扩链剂20～40%
聚醚多元醇30～60%
催化剂0～0.5%
色浆0～1%
颜填料0～10%
助剂0～10%。
2.根据权利要求1所述的一种快速固化高附着力刚性聚脲，其特征是：所述的异氰酸酯
选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改
性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二
异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种混合，官能度大于2.0。
3.根据权利要求1所述的一种快速固化高附着力刚性聚脲，其特征是：所述聚醚多元醇
可以是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚四氢呋喃醚、聚
己内酯多元醇中的一种或多种混合，官能度在2-4之间，羟值当量在500～1000。
4.根据权利要求1所述的一种快速固化高附着力刚性聚脲，其特征是：所述扩链剂采用
胺类扩链接、醇类扩链剂、或者胺类扩链剂和醇类扩链剂混合扩链剂，所述胺类扩链剂选自
二乙基甲苯二胺（DETDA）、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、N,N’-二烷基甲苯二苯胺、4,4-双仲
丁氨基二苯基甲烷（万华6200）、3,3’-二氯-4,4’-二氨基苯基甲烷，脂肪族多元胺一种或者
多种混合；醇类扩链剂选自1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、三...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世刚，张勇，张传伟，李同信，常友，
申请(专利权)人：大连怿文新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21