一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用技术

本申请涉及涂料领域，具体涉及一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用。耐磨聚脲涂料包括A组分、B组分和C组分，所述A组分、B组分和C组分的质量比为(1.5

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及涂料领域，具体涉及一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术的发展，人造卫星、宇宙飞船、高速列车、汽轮机的发动机的叶轮、舰船的螺旋桨、水轮发电机的叶片以及船舶的甲板、建筑物的地板、路标器等，都受到高速气流、砂石和水流的冲刷、机械力的作用，材料的磨损相当严重。耐磨涂料是一类具有特殊功能的新型功能涂料，具有较好的耐磨损性，可提高材料及机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。
[0003]目前常见的耐磨涂料为双组分聚氨酯涂料，异氰酸酯预聚物和含羟基树脂两组分直接固化形成聚氨酯，具有良好的机械性能、较高的固体含量，但存在施工工序复杂、对施工环境要求很高，且在使用过程中涂膜还会出现开裂或剥落的情况，会降低耐磨性效果。
[0004]针对上述相关技术，申请人认为亟需研发一种施工简单、在使用过程中涂膜不易开裂或剥落的高耐磨涂料。

技术实现思路

[0005]为改善双组分聚氨酯耐磨涂料在使用过程中涂膜易开裂或剥落的问题，本申请提供一种耐磨聚脲涂料及其制备方法和应用。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐磨聚脲涂料，采用如下技术方案实现：一种耐磨聚脲涂料，包括A组分、B组分和C组分，所述A组分、B组分和C组分的质量比为(1.5
‑
2.5):(4
‑
6):(2.5
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3.5)，所述C组分为金刚砂粉和/或刚玉粉，按重量份计，所述A组分的制备原料包括醛酮树脂5/>‑
20份、碳酸二甲酯5
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15份、颜料50
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70份、分散剂1
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5份、有机金属盐0.1
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0.5份；所述B组分为脂肪族聚异氰酸酯。
[0007]通过采取上述技术方案，本申请不用异氰酸酯预聚物和含羟基树脂固化形成聚氨酯，而采用脂肪族聚异氰酸酯与空气中的水分反应产生氨基、氨基再与脂肪族聚异氰酸酯反应生成聚脲固化漆膜；醛酮树脂和碳酸二甲酯作为促进剂，加快了脂肪族聚异氰酸酯与空气中水分的反应速度，使聚脲的交联密度增大，提高了涂料的耐人工气候老化性和耐磨性。与双组份聚氨酯涂料相比，施工工序简单、对施工环境要求低，在使用过程中无开裂或剥落现象。
[0008]优选的，所述脂肪族聚异氰酸酯中NCO的含量为21.5
‑
22.5wt％；更优选的，所述脂肪族聚异氰酸酯中NCO的含量为21.5
‑
22.1wt％。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请通过调节脂肪族聚异氰酸酯的NCO值，可以控制涂料的耐磨性和涂膜抗划伤性，在一定范围内增大NCO值可以提高聚脲的交联密度，但NCO值较大且范围较宽，聚脲的交联结构不均一，从而降低聚脲涂料的耐磨性和涂膜抗划伤性。
[0010]优选的，所述刚玉粉是含量为99.6
‑
99.8wt％的白刚玉微粉；更优选的，所述刚玉粉是含量为99.8wt％的白刚玉微粉。
[0011]通过采取上述技术方案，本申请采用纯度更高的白刚玉微粉作为耐磨填料，耐磨性得到明显提高。
[0012]优选的，所述颜料选自钛白粉、炭黑、柠檬黄、中铬黄中的一种或多种；更优选的，所述颜料为钛白粉、炭黑、柠檬黄和中铬黄的混合物；最优选的，所述钛白粉、炭黑、柠檬黄和中铬黄的质量比为1:(0.6
‑
0.8):(0.1
‑
0.2):(0.1
‑
0.2)。
[0013]通过采用上述技术方案，采用钛白粉、炭黑、柠檬黄和中铬黄复配作为颜料，可以提高涂料的耐磨性、硬度、涂膜抗划伤性，且色差小。
[0014]优选的，所述炭黑的比表面积为110
‑
120m2/g；更优选的，所述炭黑的比表面积为110m2/g。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请采用比表面积为110
‑
120m2/g的炭黑，分散性好、着色力强，且提高了颜料与醛酮树脂和碳酸二甲酯间的相容性，提高了涂料的耐磨性，降低了涂料的色差。
[0016]优选的，所述炭黑的DBP值为95
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105cm3/100g；更优选的，所述炭黑的DBP值为100cm3/100g。
[0017]通过采用上述技术方案，本申请采用DBP值为100cm3/100g、比表面积为110m2/g的炭黑，在比表面积相同的情况下，炭黑聚集体之间的空隙体积最大，有利于碳酸二甲酯和含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液进入炭黑聚集体内，提高炭黑与醛酮树脂、聚脲之间的相容性，提高了涂料的耐磨性和涂膜抗划伤性，降低了涂料的色差。
[0018]优选的，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液；更优选的，所述含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液的酸值为9.5
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10.5mgKOH/g且溶剂含有醋酸酯；最优选的，所述含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液的酸值为10mgKOH/g且溶剂含有醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯。
[0019]通过采用上述技术方案，本申请采用含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液，提高了颜料的分散性，降低了涂料的色差，还能提高颜料、刚玉粉和醛酮树脂的相容性，进而提高涂料的耐磨性，尤其是酸值为10mgKOH/g、溶剂为质量比为1:1:1的二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯的含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其与碳酸二甲酯共同作用，加快了脂肪族聚异氰酸酯与空气中水分的反应速度，使生成的聚脲交联密度增大，耐磨性进一步得到提高。
[0020]优选的，所述醛酮树脂的羟值为150
‑
280mgKOH/g；更优选的，所述醛酮树脂的羟值为150
‑
230mgKOH/g。
[0021]通过采用上述技术方案，本申请采用羟值为150
‑
230mgKOH/g的醛酮树脂，其与酸值为10mgKOH/g的含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液共同作用，提高了颜料和刚玉粉的分散性、润湿性和附着力，使涂料的色差小，且提高了无机组分与有机组分之间的相容性，提高了涂料的耐磨性和涂膜抗划伤性。
[0022]第二方面，本申请提供一种耐磨聚脲涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐磨聚脲涂料的制备方法，包括如下步骤：S1：将醛酮树脂、碳酸二甲酯、分散剂、颜料、有机金属盐依次加入分散缸，分散30
‑
90min，用三辊机研磨至细度小于30μm，过滤，出料，得A组分；S2：将A组分、B组分和C组分按比例混合，得耐磨聚脲涂料。
[0023]通过采用上述技术方案，本申请制备耐磨聚脲涂料的工艺简单，条件温和，且采用依次加入醛酮树脂、碳酸二甲酯、分散剂、颜料、有机金属盐的方式，使体系的分散性和相容性都得到明显的提高，再用三辊机研磨至细度小于30μm，进一步提高了耐磨填料和颜料的均一性，提高了涂料的耐磨性，降低了涂料的色差。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨聚脲涂料，包括A组分、B组分和C组分，所述A组分、B组分和C组分的质量比为(1.5
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2.5):(4
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6):(2.5
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3.5)，所述C组分为金刚砂粉和/或刚玉粉，其特征在于，按重量份计，所述A组分的制备原料包括醛酮树脂5
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20份、碳酸二甲酯5
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15份、颜料50
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70份、分散剂1
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5份、有机金属盐0.1
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0.5份；所述B组分为脂肪族聚异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的一种耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述脂肪族聚异氰酸酯中NCO的含量为21.5
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22.5wt%。3.根据权利要求1所述的一种耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述刚玉粉是含量为99.6
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99.8wt%的白刚玉微粉。4.根据权利要求1所述的一种耐磨聚脲涂料，其特征在于，所述颜料选自钛白粉、炭黑、柠檬黄、中铬黄中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂朝阳，林培雄，
申请(专利权)人：深圳市彩田化工有限公司，
类型：发明
国别省市：