一种高韧高强的聚脲纳米涂层制造技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，为一种聚脲材料，具体涉及一种高韧高强的聚脲纳米涂层，包括以下质量份的组成：A组分：异氰酸酯1 80

【技术实现步骤摘要】
一种高韧高强的聚脲纳米涂层


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，为一种聚脲材料，具体涉及一种高韧高强的聚脲纳米涂层。

技术介绍

[0002]聚脲材料性能优异，具有优良的耐磨损和抗压能力、良好的耐化学性，应用广泛。但是日益广泛的应用也给材料提出了更高的要求，比如更好的强度和韧性，而且上述聚脲涂层应用于室外时，由其是在寒冷地区，气温变化较大，现有的聚脲涂层不能满足应用的需求，还需要进一步的改进。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高韧高强的聚脲纳米涂层，包括以下质量份的组成：
[0004]A组分：
[0005][0006]R组分：
[0007][0008]其中，A组分和R组分的NCO指数为1
‑
1.1，优选1.01
‑
1.05。
[0009]其中，A组分的NCO含量为10
‑
20％，优选12
‑
18％，更优选14
‑
16％。
[0010]其中，所述的异氰酸酯1包括4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
[0011]所述的异氰酸酯2为萘二异氰酸酯。
[0012]所述的萘二异氰酸酯包括1,5
‑
萘二异氰酸酯、1,6
‑
萘二异氰酸酯、1,7
‑
>萘二异氰酸酯、2,5
‑
萘二异氰酸酯、2,6
‑
萘二异氰酸酯中的一种或多种。
[0013]所述的聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚四氢呋喃三元醇中的一种或多种中的一种或多种。
[0014]所述的聚硅氧烷多元醇为聚硅氧烷二元醇或聚硅氧烷三元醇，优选为聚硅氧烷二
元醇。
[0015]所述的聚硅氧烷二元醇为α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷，其分子量为500
‑
5000，优选1000
‑
3000，进一步优选1500
‑
2500。
[0016]所述的端氨基聚醚为伯仲氨基封端的聚环氧烷烃化合物，包括端氨基聚氧化丙烯醚，具体包括D2000、D400、T5000中的一种或多种。
[0017]所述的二胺扩链剂1包括二乙基甲苯二胺、4,4
‑
二仲丁氨基二苯基甲烷、3,3
‑
二氯
‑
4,4
‑
二氨基二苯甲烷、二甲硫基甲苯二胺中的一种或多种。
[0018]所述的二胺扩链剂2为位阻二胺扩链剂，包括脂肪族位阻二胺和芳香族位阻二胺，优选芳香族位阻二胺。
[0019]所述芳香族位阻二胺包括4,4'
‑
二仲丁氨基二苯基甲烷、N,N'
‑
二仲丁基对苯二胺中的一种或多种。
[0020]上述芳香族位阻二胺可直接购买得到，牌号为Unilink4200、WanaLink6200、Unilink4100中的一种或多种。
[0021]所述的改性纳米二氧化钛经过硅烷偶联剂改性得到。
[0022]所述硅烷偶联剂的用量为纳米二氧化钛的0.1
‑
5％，优选为纳米二氧化钛的0.5
‑
2％。
[0023]所述的硅烷偶联剂为含氨基硅烷偶联剂，所述的含氨基硅烷偶联剂包括3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、3
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH554)、3
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷(KH902)中的一种或多种。
[0024]其中，所述的异氰酸酯1含量优选为80
‑
85份，异氰酸酯2含量优选为10
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13份，聚醚多元醇含量优选为50
‑
55份；
[0025]聚硅氧烷多元醇含量优选为6
‑
55份，分子量优选为1000
‑
3000，进一步的，聚硅氧烷多元醇含量优选为30
‑
40份，分子量优选为1500
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2500；
[0026]而端氨基聚醚含量优选为85
‑
90份，二胺扩链剂1含量优选为45
‑
50份，二胺扩链剂2含量优选为15
‑
20份，改性纳米二氧化钛含量优选为25
‑
30份。
[0027]在不影响聚脲涂层性能的情况下，可根据需要加入本领域常用助剂。
[0028]所述的助剂包括抗氧剂、阻燃剂、抗静电剂、耐腐蚀剂、消泡剂、稀释剂等中的一种或多种。
[0029]所述助剂可加入A组分和/或R组分中掺混使用。
[0030]另外，本专利技术提供了一种高韧高强的聚脲纳米涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0031](1)将异氰酸酯1和异氰酸酯2加入到反应釜中，通入氮气，搅拌并加热，少量多次分批加入脱水的聚醚多元醇和聚硅氧烷多元醇，反应到NCO含量达标，得到A组分；
[0032](2)将端氨基聚醚、二胺扩链剂1、二胺扩链剂2和改性后的二氧化钛混合均匀，过滤后得到R组分；
[0033](3)采用聚脲喷涂设备混合A组分和R组份进行喷涂，形成聚脲纳米涂层。
[0034]本专利技术还提供了聚脲纳米涂层的用途，相应的聚脲涂层可以用于水箱内外涂层、金属管材内外表面、金属釜内壁外壁。
[0035]本专利技术还提供了一种金属管材，其内表面和/或外表面涂覆有上述的聚脲纳米涂层。
[0036]本专利技术还提供了一种金属釜，其内壁和/或外壁涂覆有上述的聚脲纳米涂层。
[0037]其中与现有技术相比，本专利技术的具有以下有益效果：
[0038](1)聚硅氧烷二元醇又称α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷，聚硅氧烷链段具有良好的耐候性能、耐水性能和韧性，现有技术中利用聚硅氧烷二元醇对聚脲进行改性，可以得到兼具两者性能的聚脲材料，但是加入聚硅氧烷二元醇得到的聚脲材料在强度上有所损失，为了解决该问题，专利技术人尝试加入刚性基团如萘基异氰酸酯或萘基二胺，得到的聚脲涂层拉伸强度改善，但在实验中发现不利于聚脲的流平性能，存在小部分的桔皮不平整。
[0039](2)在后续的实验中，专利技术人尝试了大量的配方，意外发现加入位阻扩链剂如4,4'
‑
二仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)可解决上述问题，得到的聚脲涂层在强度和韧性上均有全面提升，流平性能佳，并且测试相关的性能在低温下变化较小，适应低温环境。
[0040](3)本专利技术配方工艺简单，原料可直接购买使用，通过简单复配，得到了高韧高强的聚脲涂层，生产成本低，应用前景广阔，全国范围内适应大部分气温，具有优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧高强的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，包括以下质量份的组成：A组分：R组分：其中，A组分和R组分的NCO指数为1
‑
1.1；所述的异氰酸酯2为萘二异氰酸酯；所述的聚硅氧烷多元醇为聚硅氧烷二元醇或聚硅氧烷三元醇；所述的二胺扩链剂2为位阻二胺扩链剂。2.根据权利要求1所述的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，A组分的NCO含量为10
‑
20％。3.根据权利要求1所述的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，所述的异氰酸酯1包括4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种；和/或，所述的萘二异氰酸酯包括1,5
‑
萘二异氰酸酯、1,6
‑
萘二异氰酸酯、1,7
‑
萘二异氰酸酯、2,5
‑
萘二异氰酸酯、2,6
‑
萘二异氰酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，所述的聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚四氢呋喃三元醇中的一种或多种中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，所述的聚硅氧烷多元醇为聚硅氧烷二元醇；所述的聚硅氧烷二元醇为α,ω
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二羟基聚二甲基硅氧烷，其分子量为500
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5000。6.根据权利要求1所述的聚脲纳米涂层，其技术特征在于，所述的端氨基聚醚为伯仲氨基封端的聚环氧烷烃化合物，包括端氨基聚氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃辉，李伟，林志斌，
申请(专利权)人：上海涓微新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：