【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料，具体涉及异氰酸酯封端弹性体树脂及其制备方法、涂层组分与应用。
技术介绍
1、目前市售的聚氨酯涂层材料在耐候性或不同材质上的附着特性多有涉及，然而生活中经常会遇到各种极寒状态的保护，而这种状态下，如果是小的工件则可以借助于不断翻新或更换得到，而户外大型结构件，更换或翻新都需要高昂的费用支撑，这在实际应用过程中会产生极大困难。尤其是超低温储存或输送状态下的材料防护，弹性涂料防护涂层是抗低温疲劳的有效方式。
2、目前聚氨酯弹性体基本上都是采用异氰酸酯对二元醇进行扩链，所涉二元醇多为聚酯或聚醚类，聚酯的耐酸碱水解性稍差，而低温结晶性明显，在超低温环境下的应用收到限制。聚醚因为低温结晶性优于聚酯，在低温状态下的成膜完整性占有优势，但聚醚在户外应用受到紫外线破坏而成为瓶颈。
3、挥发性的聚氨酯弹性体由于材料分子量过大，作为涂层应用不仅溶解困难，而且涂覆过薄，施工成本大幅增加；同时由于是线性结构，涂层的防护性十分有限。目前户外聚氨酯弹性体塑料主要出现在脲基甲酸酯改性聚氨酯弹性体(cn200780004521.2)、氢化端羟基聚丁二烯(应用化学34(10):1110,2007)、聚碳酸酯二醇(cn201880081792.6)，而作为聚氨酯弹性体塑料在户外的材料保护基本上不具有实际意义，但作为弹性体的制备方法可以受到启发。在涂层应用方面，异氰酸酯封端的弹性体与羟基多元醇反应在户外的应用更受青睐，基于户外耐久性考虑，目前异氰酸酯封端的聚氨酯弹性体市场上主要是聚碳酸酯或聚酯多元醇的加成物，如国产的e338
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中的弹性异氰酸酯交联剂大都为在低温状态下易结晶的基团的加成物，从而使利用该弹性异氰酸酯交联剂制备的聚氨酯涂层在较低温度时易出现断裂的缺陷，从而提出了异氰酸酯封端弹性体树脂及其制备方法、涂层组分与应用。该异氰酸酯封端弹性体树脂首先通过二元醇与二元酸在催化剂的作用下发生缩聚反应，从而生成具有端羟基的聚酯溶液，然后将该具有端羟基的聚酯溶液与端羟基氟硅氧烷聚合物混溶，最后在混溶液中加入二异氰酸酯单体与二月桂酸二丁基锡，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，聚酯溶液(聚酯二元醇低聚物)与端羟基氟硅氧烷聚合物对二异氰酸酯单体进行加成反应，从而对二异氰酸酯单体进行扩链得到异氰酸酯封端弹性体树脂。利用本专利技术所述的异氰酸酯封端弹性体树脂与羟基多元醇弹性体反应制备的涂层，该涂层不仅在液氮、液氢的使用环境与室温交替循环的情况下，涂层的完整性及疏水性均不受任何影响，涂层的超低温保护性能得到有效体现，而且涂层还具备极好的疏水性与耐紫外光属性，可以应用于极低温且耐候性、耐水汽侵蚀的场所。
2、为了实现户外超低温环境下的材料防护，利用异氰酸酯封端的弹性体与多异氰酸酯弹性体交联，将是户外材料保护的便捷、低成本的有效方式。本专利技术从有效降低封端异氰酸酯在低温结晶性角度考虑，利用低极性的低支化度作为异氰酸酯的加成物扩链剂，从而有效促使聚氨酯在交联后涂膜的耐寒性提升。
3、本专利技术第一方面提出了一种异氰酸酯封端弹性体树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
4、(1)将二元醇、二元酸、催化剂与二甲苯混合，升温至220～230℃进行缩聚反应，待缩聚反应产物的酸值≤5mgkoh/g时，降温至50～60℃，并向所述缩聚反应产物中加入二甲苯，得到具有端羟基的聚酯溶液，所述聚酯溶液的羟值为1.8～2.2％；
5、(2)将步骤(1)中所述聚酯溶液与端羟基氟硅氧烷聚合物混合，得到聚酯-氟硅氧烷混合物溶液；
6、(3)在步骤(2)中所述聚酯-氟硅氧烷混合物溶液与二月桂酸二丁基锡混合，然后升温至50～60℃，开始滴加二异氰酸酯单体进行加成反应，滴加结束后继续保温50～70min，开始测定产物中游离异氰酸根含量，当产物中的游离异氰酸根含量达到设计数值时，降至室温，过滤，即得到异氰酸酯封端弹性体树脂。
7、优选地，所述端羟基氟硅氧烷聚合物为式(1)所示结构的线性聚合物，
8、
9、其中，n为30～100之间的整数，所述端羟基氟硅氧烷聚合物的粘度为5000～30000cp。
10、优选地，所述二异氰酸酯单体为脂肪族二异氰酸酯单体。更优选地，所述二异氰酸酯单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上。
11、优选地，所述异氰酸酯封端弹性体树脂中含有端羟基氟硅氧烷聚合物，以所述异氰酸酯封端弹性体树脂的总质量为100％计，所述端羟基氟硅氧烷聚合物的质量数为5～10％。
12、优选地，在步骤(1)中，所述催化剂为单丁基氧化锡。
13、优选地，在步骤(1)中，以所述二元醇、二元酸与催化剂的总质量为100％计，所述催化剂的质量数为0.05～0.06％。
14、优选地，在步骤(1)中，所述缓慢升温在搅拌条件下进行，其过程为：当温度为100～160℃时，搅拌速率为80～120rpm；当温度＞160℃时，搅拌速率为6～8m/min。
15、优选地，所述二元醇选自2-甲基-1,3丙二醇、1,4环己烷二甲醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一种或两种以上。
16、优选地，所述二元酸为己二酸和/或丁二酸。
17、本专利技术第二方面提出了一种上述所述方法制备得到的异氰酸酯封端弹性体树脂。
18、本专利技术第三方面提出了一种涂层组分，该涂层组分包括上述所述的异氰酸酯封端弹性体树脂、羟基多元醇弹性体与二月桂酸二丁基锡。
19、本专利技术第四方面提出了一种涂层组分的应用，先将所述异氰酸酯封端弹性体树脂与羟基多元醇弹性体按照nco/oh＝1.0～1.1进行混合，得到混合物，然后在混合物中加入质量数为0.5-1％的二月桂酸二丁基锡，最后将得到的涂层材料涂覆在金属表面。
20、在本专利技术所述的异氰酸酯封端弹性体树脂及其制备方法、涂层组分与应用中，具有以下有益效果：
21、(1)在本专利技术中，首先通过二元醇与二元酸在催化剂的作用下发生缩聚反应，从而生成具有端羟基的聚酯二元醇溶液，然后将该具有端羟基的聚酯二元醇溶液与端羟基氟硅氧烷聚合物混溶，最后在混溶液中加入二异氰酸酯单体与二月桂酸二丁基锡，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，聚酯二元醇溶液与端羟基氟硅氧烷聚合物对二异氰酸酯单体进行加成反应，从而对二异氰酸酯单体进行扩链得到异氰酸酯封端弹性体树脂，该异氰酸酯封端弹性体树脂中游离异氰酸根含量为5～12％；
22、(2)在本专利技术中，利用本专利技术所述的异氰酸酯封本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异氰酸酯封端弹性体树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述端羟基氟硅氧烷聚合物为式(1)所示结构的线性聚合物，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯单体为脂肪族二异氰酸酯单体；和/或
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯封端弹性体树脂中含有端羟基氟硅氧烷聚合物，以所述异氰酸酯封端弹性体树脂的总质量为100％计，所述端羟基氟硅氧烷聚合物的质量数为5～10％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述催化剂为单丁基氧化锡；和/或
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述升温在搅拌条件下进行，其过程为：当温度为100～160℃时，搅拌速率为80～120rpm；当温度＞160℃时，搅拌速率为6～8m/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇选自2-甲基-1,3丙二醇、1,4环己烷二甲醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一种或两种
8.一种权利要求1～7中任意一项所述方法制备得到的异氰酸酯封端弹性体树脂。
9.一种涂层组分，其特征在于，该涂层组分包括权利要求8所述的异氰酸酯封端弹性体树脂、羟基多元醇弹性体与二月桂酸二丁基锡。
10.一种权利要求9所述的涂层组分的应用，其特征在于，先将所述异氰酸酯封端弹性体树脂与羟基多元醇弹性体按照NCO/OH＝1.0～1.1混合，得到混合物，然后在混合物中加入质量数为0.5-1％的二月桂酸二丁基锡混合均匀，最后将得到的涂层材料涂覆在金属表面。
...【技术特征摘要】
1.一种异氰酸酯封端弹性体树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述端羟基氟硅氧烷聚合物为式(1)所示结构的线性聚合物，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯单体为脂肪族二异氰酸酯单体；和/或
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯封端弹性体树脂中含有端羟基氟硅氧烷聚合物，以所述异氰酸酯封端弹性体树脂的总质量为100％计，所述端羟基氟硅氧烷聚合物的质量数为5～10％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述催化剂为单丁基氧化锡；和/或
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述升温在搅拌条件下进行，其过程为：当温度为100～...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈康，周铭，唐毅，俞少行，姚超，张文俊，张波，左士祥，曹忠富，符一行，苏泉圣，王杰，陈中祎，
申请(专利权)人：马鞍山采石矶涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。