【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层，具体为一种聚脲涂层及其制备方法。
技术介绍
1、现有的海洋船只与海水接触，经常发生合金板发生很大的腐蚀以及表面刮伤，针对海洋船舶腐蚀严重的现象，一般采用涂镀层和表面改性的方法对其进行保护，提高船舶的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
2、涂层技术的发展克了服涂镀层和表面改性的复杂工艺。尽管如今船只所用的聚脲涂料具备优异的耐酸碱性，但耐冲击性仍较差；因此本申请研究制备一种耐冲击性较好的聚脲涂层。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种聚脲涂层及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、一种聚脲涂层，所述聚脲涂层由a组分和r组分混合后制备得到；所述a组分为预聚体；所述r组分包括端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝；所述预聚体是由异氰酸酯和羟基咪唑聚醚醚酮反应形成半预聚体，再与硫酸铜反应生成预聚体。
3、优选的，所述聚醚多元醇是聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃化丙烯共聚二醇中的一种或几种混合。
4、优选的，一种聚脲涂层的制备方法，所述a组分的制备方法：
5、a：在氮气氛围下，将精制甲苯二异氰酸酯置于四口烧瓶中，并以3～5ml/min滴加与精制甲苯二异氰酸酯等质量的羟基咪唑聚醚醚酮，滴加完成后以150～300rpm搅拌并升温至65～67℃，保温反应12～15h，制得半预聚体，密封保存；
6、b：向半预聚体中加入半预聚体质量0.1～0.15倍质量分数为6～8％的硫酸铜溶液
7、优选的，所述一种聚脲涂层的制备方法，包括以下具体步骤：
8、(1)在氮气氛围下，将精制甲苯二异氰酸酯置于四口烧瓶中，并以3～5ml/min滴加与精制甲苯二异氰酸酯等质量的羟基咪唑聚醚醚酮，滴加完成后以150～300rpm搅拌并升温至65～67℃，保温反应12～15h，制得半预聚体，密封保存；
9、(2)向半预聚体中加入半预聚体质量0.1～0.15倍质量分数为6～8％的硫酸铜溶液，升温至40～50℃，并在100～200rpm下搅拌反应2～3h，调节温度至100～110℃，继续反应1～1.5h，制得预聚体，即a组分；
10、(3)将端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝按一定质量比混合均匀，制得r组分，密封保存；
11、(4)在20～25℃下，将a组分与r组分按质量比1：1.1～1：1.3混合均匀制得聚脲涂料，使用喷枪将聚脲涂料喷涂在船板表面，自然干燥6～7d后，制得聚脲涂层。
12、优选的，上述步骤(1)中：精制甲苯二异氰酸酯的方法为：将甲苯二异氰酸酯加热至100～110℃，在真空度-0.095～-0.100mpa下，脱水1～2h并通氮气干燥0.5～1h，降温至60℃，密封保存，得精制甲苯二异氰酸酯。
13、优选的，上述步骤(1)中：羟基咪唑聚醚醚酮的制备方法为：将甲基氢醌4,4-二氟二苯酮、碳酸钾、甲苯和n-甲基吡咯烷酮按质量比2：4：3：15：10混合，并在氮气氛围下加热至125～130℃，反应0.5～1h后，升温至160～170℃，继续反应3～6h，加热并加入n-甲基吡咯烷酮质量2～3倍的去离子水，搅拌均匀后过滤，并用去离子水洗涤3～5次，制得聚醚醚酮；在氮气氛围下，将1,2-二氯乙烷、乙二醇和三氟化鹏乙醚按质量比1：1.3：0.02～1：1.5：0.04混合并搅拌均匀，置于冰水浴中并降温至0℃，以1～2ml/min滴加乙二醇质量1.1～1.2倍的环氧氯丙烷，继续反应2～3h，用去离子水洗涤3～5次后于60℃、5kpa下旋蒸4～5h，制得聚环氧氯丙烷；将聚环氧氯丙烷、聚醚醚酮与n-甲基咪唑按质量比0.4：1：1.5～0.5：1：1.8混合置于三口烧瓶中，水浴加热至80～85℃并在100～200rpm下搅拌反应24～28h，反应后用无水乙醇洗涤5～8次。最后于70℃、5kpa下旋蒸2～3h，制得羟基咪唑聚醚醚酮。
14、优选的，上述步骤(3)中：端环氧基聚环氧丙烷的制备方法为：将环氧氯丙烷和乙二醇按质量比20：1～22：1混合置于四口烧瓶中，在氮气氛围下，以2～3ml/min滴加环氧氯丙烷质量0.07～0.08倍质量分数为3～5％的三氟化硼乙烯的甲苯溶液，水浴加热至50～70℃，反应5～8h后加入环氧氯丙烷质量0.12～0.14倍的氢氧化钠和环氧氯丙烷质量0.02～0.04倍的去离子水，升温至80～90℃后，在150～300rpm下搅拌反应3～4h，冷却至室温后，加入环氧氯丙烷质量0.35～0.4倍的甲苯，搅拌均匀后用去离子水洗涤至洗液中性并进行减压蒸馏，制得端环氧基聚环氧丙烷。
15、优选的，上述步骤(3)中：r组分中端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝质量比为10：4：15：6～10：5：18：8。
16、优选的，上述步骤(4)中：聚脲涂料厚度为1.8～2mm。
17、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
18、本专利技术在制备聚脲涂层时，将a组分与r组分进行复配制得；a组分为预聚体，r组分为端氨基聚醚、聚醚多元醇、扩链剂、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝；
19、预聚体是由异氰酸酯和羟基咪唑聚醚醚酮反应形成半预聚体，半预聚体再与硫酸铜反应生成预聚体；异氰酸酯和羟基咪唑聚醚醚酮反应，在半预聚体上引入咪唑，能够与硫酸铜进行配位络合形成带有配合物的预聚体，具有良好的稳定性，增强涂层在低温环境下的稳定性；配合物和铜离子能够与r组分中的环氧基、铝离子进行离子型聚合形成螯合物，加速涂层的固化速度，且中温即可固化，同时侧链增加，预聚体分子间物理交联点增多，分子运动的阻力增大，增强涂层的阻尼性；
20、在r组分中引入端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝，环氧链段增加，刚性链段增多，阻止腐蚀介质渗入，增强涂层的耐酸性能；在端环氧基聚环氧丙烷上硅酸铝，增强涂层耐热性的同时，引入铝离子与a组分进行聚合，将端环氧基聚环氧丙烷引入在螯合物中，与预聚体分子链交联，增强涂层耐冲击性；羟基咪唑聚醚醚酮、端氨基聚醚、引入大量极性小的聚醚，醚键的软段结构交联在刚性的端环氧基聚环氧丙烷表面，将直链结构转化为网状结构，进一步增强涂层的耐冲击性。
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1.一种聚脲涂层，所述聚脲涂层由A组分和R组分混合后制得；所述A组分为预聚体；所述R组分包括端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝；所述预聚体是由异氰酸酯和羟基咪唑聚醚醚酮反应形成半预聚体，再与硫酸铜反应生成预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种聚脲涂层，其特征在于，所述聚醚多元醇是聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃化丙烯共聚二醇中的一种或几种混合。
3.一种如权利要求1或2所述的聚脲涂层的制备方法，其特征在于，所述A组分的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
5.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：精制甲苯二异氰酸酯的方法为：将甲苯二异氰酸酯加热至100～110℃，在真空度-0.095～-0.100MPa下，脱水1～2h并通氮气干燥0.5～1h，降温至60℃，密封保存，得精制甲苯二异氰酸酯。
6.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：羟基咪唑聚醚醚酮的制备方法为：将甲基氢
7.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中：端环氧基聚环氧丙烷的制备方法为：将环氧氯丙烷和乙二醇按质量比20：1～22：1混合置于四口烧瓶中，在氮气氛围下，以2～3ml/min滴加环氧氯丙烷质量0.07～0.08倍质量分数为3～5％的三氟化硼乙烯的甲苯溶液，水浴加热至50～70℃，反应5～8h后加入环氧氯丙烷质量0.12～0.14倍的氢氧化钠和环氧氯丙烷质量0.02～0.04倍的去离子水，升温至80～90℃后，在150～300rpm下搅拌反应3～4h，冷却至室温后，加入环氧氯丙烷质量0.35～0.4倍的甲苯，搅拌均匀后用去离子水洗涤至洗液中性并进行减压蒸馏，制得端环氧基聚环氧丙烷。
8.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中：R组分中端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝质量比为10：4：15：6～10：5：18：8。
9.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(4)中：聚脲涂料厚度为1.8～2mm。
...【技术特征摘要】
1.一种聚脲涂层，所述聚脲涂层由a组分和r组分混合后制得；所述a组分为预聚体；所述r组分包括端氨基聚醚、聚醚多元醇、端环氧基聚环氧丙烷和硅酸铝；所述预聚体是由异氰酸酯和羟基咪唑聚醚醚酮反应形成半预聚体，再与硫酸铜反应生成预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种聚脲涂层，其特征在于，所述聚醚多元醇是聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃化丙烯共聚二醇中的一种或几种混合。
3.一种如权利要求1或2所述的聚脲涂层的制备方法，其特征在于，所述a组分的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
5.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：精制甲苯二异氰酸酯的方法为：将甲苯二异氰酸酯加热至100～110℃，在真空度-0.095～-0.100mpa下，脱水1～2h并通氮气干燥0.5～1h，降温至60℃，密封保存，得精制甲苯二异氰酸酯。
6.根据权利要求4所述的一种聚脲涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中：羟基咪唑聚醚醚酮的制备方法为：将甲基氢醌4,4-二氟二苯酮、碳酸钾、甲苯和n-甲基吡咯烷酮按质量比2：4：3：15：10混合，并在氮气氛围下加热至125～130℃，反应0.5～1h后，升温至160～170℃，继续反应3～6h，加热并加入n-甲基吡咯烷酮质量2～3倍的去离子水，搅拌均匀后过滤，并用去离子水洗涤3～5次，制得聚醚醚酮；在氮气氛围下，将1,2-二氯乙烷、乙二醇和三氟化鹏乙醚按质量比1：1.3：0.02～1：1.5：0.04混合并搅拌均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：周珊珊，
申请(专利权)人：苏州德莱利环氧地坪有限公司，
类型：发明
国别省市：
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