聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术以特定的马来酸酯将B组分的特定伯胺改性为仲胺，合成聚天门冬氨酸酯，不仅延长了凝胶时间，还降低了反应速度，得到一种表观性能好、力学强度高、耐候性好的聚天门冬氨酸酯聚脲涂层。本发明专利技术反应速度可控，耐候性好，力学性能优良等特性，便于施工和底材浸润，可以满足制备无缺陷涂膜所需的流动性和流平性，在金属表面防护、地坪铺设、桥梁隧道防腐等领域有着广阔的应用前景。

Polyaspartic polyurea elastomer and preparation method thereof

The invention modified the specific primary amine of B component into secondary amine with a specific maleate, and synthesized polyaspartic acid ester. It not only extended the gelation time, but also reduced the reaction speed, and obtained a polyaspartate polyurea coating with good apparent properties, high mechanical strength and good weatherability. The invention has the characteristics of controllable reaction speed, good weatherability, good mechanical properties and so on. It is convenient for construction and base material infiltration. It can meet the requirements of fluidity and leveling for the preparation of non defect coating. It has broad application prospects in the fields of metal surface protection, floor laying, bridge tunnel anticorrosion and so on.

【技术实现步骤摘要】
聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体及其制备方法
本专利技术涉及聚脲弹性体，具体涉及一种聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体及其制备方法。
技术介绍
聚脲弹性体是由端异氰酸根预聚物(—NCO)与氨基化合物(—NH2)固化剂反应生成的具有脲键的高分子聚合物，是无溶剂、无污染的高性能环保材料，在物体表面快速成型后能够形成整体致密、连续无接缝的高强度、高弹性涂层，具有良好的耐磨抗冲击性能，广泛应用于大型基础设施工程的防水、防腐、耐磨等领域。一般常用的聚脲弹性体有芳香族聚脲弹性体和脂肪族聚脲弹性体。芳香族聚脲弹性体是由含有芳香族苯环端异氰酸根预聚物，与软段的端羟基聚醚，端氨基聚醚和二乙基甲苯二胺(DETDA)，二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)等液体胺类扩链剂组成的固化剂制得。脂肪族聚脲弹性体是由脂肪族异氰酸酯与端氨基聚醚或1,4-环己二胺、异佛尔酮二胺(IPDA)等脂肪族扩链剂组成的固化剂制得，具有良好的耐紫外光变色性，适用于对颜色要求较高的户外场合。这两类聚脲均存在A组分(异氰酸根化合物)与B组分(胺类化合物)之间反应速度过快的问题，不仅需要特殊的喷涂设备，而且由于流平时间短，对基材浸润性较差，附着力较低，涂层易出现桔皮、麻点等缺陷，难以得到光滑涂层表面。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，根据本专利技术第一方面，本专利技术的目的在于提供一种聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体。除特殊说明外，本专利技术所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比。本专利技术的目的是这样实现的：一种聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，由包括聚天门冬氨酸酯和多异氰酸酯预聚体在内的原料制得；所述聚天门冬氨酸酯为伯胺试剂与马来酸酯反应制得，其中伯胺试剂选自4,4'-二环己基甲烷二胺(HMDA)、己二胺(HDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、间苯二甲胺(MXDA)中的一种或几种组合；所述马来酸酯选自马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯中的一种或几种组合；所述多异氰酸酯预聚体选自己二异氰酸酯(HDI)三聚体、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)半预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)半预聚体中的一种或几种组合。为了延长凝胶时间，根据本专利技术的一个实施方案，上述伯胺试剂为4,4'-二环己基甲烷二胺(HMDA)。为了提高聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的储存稳定性，增强漆膜性能，根据本专利技术的一个实施方案，上述马来酸酯为马来酸二乙酯。为了增强聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的弹性和韧性，根据本专利技术的一个实施方案，上述多异氰酸酯预聚体为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体。为了进一步延长聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的凝胶时间和断裂伸长率，降低拉伸强度，根据本专利技术的一个实施方案，上述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，由包括聚天门冬氨酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体在内的原料聚合而成，其中聚天门冬氨酸酯由4,4'-二环己基甲烷二胺(HMDA)与马来酸二乙酯反应制得。在本专利技术聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体中，本领域技术人员还可根据具体的使用要求，在制备本专利技术的聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的原料中添加功能性助剂，如颜料、染料、抗沉淀剂、消泡剂、流平剂、增塑剂或消光剂等。上述功能性助剂，如颜料、染料、抗沉淀剂、消泡剂、流平剂、增塑剂或消光剂于本领域普通技术人员而言是清楚的概念，相应功能性助剂的种类与添加量是本领域普通技术人员根据聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体实际情况添加。根据本专利技术的第二方面，本专利技术的另一目的在于提供上述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的制备方法。根据本专利技术的一个实施方案，上述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的制备方法，先由伯胺与马来酸酯反应制得聚天门冬氨酸酯；然后聚天门冬氨酸酯与多异氰酸酯预聚体常温聚合得到聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体。根据本专利技术的一个实施方案，上述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的制备方法，包括以下步骤：(1)合成聚天门冬氨酸树酯在氮气保护的伯胺溶液中，加入马来酸二乙酯，不断搅拌，在60～100℃条件下反应20-30h，制得聚天门冬氨酸酯；(2)制备聚脲弹性体将聚天门冬氨酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯混合，常温聚合，在样板表面喷涂成型，控制涂层厚度在0.8～1.0mm，室温养护5-10天即可。根据本专利技术的一个实施方案，上述马来酸二乙酯的加入方式为滴加，滴加速度以1.2-2.0mL/min为宜。根据本专利技术的一个实施方案，上述伯胺与马来酸二乙酯物质的量之比以1:1～1.2为宜，上述聚天门冬氨酸酯树脂与异佛尔酮二异氰酸酯物质的量之比以1:1～1.2为宜。根据本专利技术的一个实施方案，上述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的制备方法，采用以下步骤：(1)聚天门冬氨酸酯将伯胺HMDA溶液加入放置在50～60℃恒温水浴箱的容器中，不断搅拌，氮气保护条件下，以1.5mL/min左右的速率滴加马来酸二乙酯溶液，其中HMDA与马来酸二乙酯物质的量之比为1:1～1.2；升高恒温水浴箱温度到80℃左右，反应24h左右制得聚天门冬氨酸酯；(2)聚脲弹性体在常温条件下，按照聚天门冬氨酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯物质的量之比以1:1～1.2投料，然后加入适量流平剂、消泡剂、分散剂，搅拌均匀，在不锈钢样板表面刷涂成型，控制涂层厚度保持在0.8～1.0mm，室温养护7d即可。有益效果：本专利技术以特定的马来酸酯将B组分的特定伯胺改性为仲胺，与多异氰酸酯预聚体聚合反应，合成聚天门冬氨酸酯，不仅延长了凝胶时间，还降低了反应速度，得到一种表观性能好、力学强度高、耐候性好、储存稳定性好、漆膜性能优异的聚天门冬氨酸酯聚脲涂层。本专利技术通过Michael加成反应用马来酸酯将B组分的特定伯胺改性为仲胺，制备的聚天门冬氨酸酯粘度均不高于400mPa·s，在不需要任何稀释剂的情况下，就可以制成高固体分或无溶剂的产品，并且所合成的聚天门冬氨酸酯也没有出现浑浊或者结晶等不良现象。本专利技术制备的聚天门冬氨酸酯聚脲涂层外观满足要求，平整光滑，无桔皮、麻点等表面缺陷，较好地解决了聚脲组分之间反应速度过快的问题，而且表干时间和实干时间都满足使用要求，保持了较高的拉伸强度和断裂伸长率，说明涂层具备较高的强度、较好的弹性。本专利技术聚脲涂层具有良好的耐水、酸、碱腐蚀性能，在浸泡28天后仍能保持较高的拉伸强度，在经过1500MJ2/m2的辐照能量后，仍能保持较高的拉伸强度，耐候性好。本专利技术反应速度可控，耐候性好，力学性能优良等特性，便于施工和底材浸润，可以满足制备无缺陷涂膜所需的流动性和流平性，在金属表面防护、地坪铺设、桥梁隧道防腐等领域有着广阔的应用前景。本专利技术制备方法简单，适合工业化生产。附图说明图1是实施例1制备的聚脲涂层的耐介质腐蚀性能曲线；图2是不同类型聚脲涂层材料的耐人工气候老化性能曲线。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。本专利技术所有原料及试剂均为市售产品。实施例1聚天门冬氨酸酯聚脲涂层的制备与性能检测涂层制备(1)合成聚天门冬氨酸酯在恒温(55℃)水浴箱中，架置好带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气入口的四口烧瓶，先将60mL伯胺HMDA溶液倒入烧瓶，开启搅拌(转速设置为500r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，由包括聚天门冬氨酸酯和多异氰酸酯预聚体在内的原料制得；所述聚天门冬氨酸酯为伯胺试剂与马来酸酯反应制得，其中伯胺试剂选自4,4'‑二环己基甲烷二胺（HMDA）、己二胺(HDA) 、异佛尔酮二胺(IPDA)、间苯二甲胺(MXDA)中的一种或几种组合；所述马来酸酯选自马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯中的一种或几种组合；所述多异氰酸酯预聚体选自己二异氰酸酯(HDI)三聚体、4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)半预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体、4, 4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)半预聚体中的一种或几种组合。

【技术特征摘要】
1.一种聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，由包括聚天门冬氨酸酯和多异氰酸酯预聚体在内的原料制得；所述聚天门冬氨酸酯为伯胺试剂与马来酸酯反应制得，其中伯胺试剂选自4,4'-二环己基甲烷二胺（HMDA）、己二胺(HDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、间苯二甲胺(MXDA)中的一种或几种组合；所述马来酸酯选自马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯中的一种或几种组合；所述多异氰酸酯预聚体选自己二异氰酸酯(HDI)三聚体、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)半预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)半预聚体中的一种或几种组合。2.如权利要求1所述的聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，其特征在于：所述伯胺试剂为4,4'-二环己基甲烷二胺（HMDA）。3.如权利要求1或2所述的聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，其特征在于：所述马来酸酯为马来酸二乙酯。4.如权利要求1或2所述的聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，其特征在于：所述多异氰酸酯预聚体为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体。5.如权利要求1所述的聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，其特征在于：所述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体，由包括聚天门冬氨酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)半预聚体在内的原料聚合而成，其中聚天门冬氨酸酯由4,4'-二环己基甲烷二胺（HMDA）与马来酸二乙酯反应制得。6.如权利要求1-5任一项所述聚天门冬氨酸酯聚脲弹性体的制备方法，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝辉，杨宏波，刘娜，王飞，贾艺凡，叶圣天，班国东，丁逸栋，林锐，陶睿，
申请(专利权)人：刘朝辉，
类型：发明
国别省市：重庆,50