本发明专利技术提供一种单组分热固化聚氨酯弹性体组合物及制备方法，该组合物受热后不仅反应形成聚氨酯弹性体大分子，还可反应生成热固性的高分子链以及经热固化反应后生成互穿网络大分子结构涂覆材料层，从而聚氨酯弹性体的高韧性，高耐磨性与环氧树脂、聚酯树脂的刚性、高硬度相互弥补，相互协同，使得该组合物形成的涂覆材料层具有优良的耐溶剂性、耐磨性、耐侯性、高韧性和高抗冲性、当与金属板材复合涂层时具有良好的连续操作、快速固化及高附着力的特性。此外，该组合物主要应用于各种金属基材、石材、混凝土表面的复合涂覆以及金属导线的表面包覆，可提高被涂物的综合性能和使用效果，延长其使用寿命，也可作为高温金属粘结剂使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单组分热固化聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，具体涉及一种应用于金属板材复合涂层的单组分热固化聚氨酯涂覆材料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯涂覆材料因其具有优异的物理化学性能，如优良的附着力，极好的装饰性， 较全面的抗化学品性能，尤其是超群的耐磨性能和高韧性，因而被广泛用于交通、建筑、家用电器、仪器仪表、木器家俱、防水材料、皮革制品、金属及塑料制品等多个领域。聚氨酯涂覆材料可分为双组分和单组分两种，双组分聚氨酯涂覆材料使用时要求配料严格计量，误差会影响涂层的设计性能，另外双组分混合后使用周期短，开停车时存在大量胶料浪费等问题。而单组分聚氨酯涂覆材料不象双组分聚氨酯涂覆材料需施工现场调配，因此施工方便，不受施工操作时间影响，设备便于清洗，对储存条件要求相对较低，适合于工厂连续自动化生产线的要求，因而单组分聚氨酯涂覆材料受到越来越多的重视，将会在国民经济的发展中，发挥更大的作用。通常单组分聚氨酯涂覆材料是用化学或物理方法将异氰酸酯的-NCO基团封闭起来，使其在室温下失去活性，防止水或其他活性物质与其反应；当加热到适当温度时又会释放出-NCO基团，再与体系中活泼氢组分发生反应，这样仍保持原有聚氨酯的特性。封闭后的预聚体和计算量的扩链剂、助剂等混合包装成单组分配方，用户只要在需要时打开启用即可。公开号为CN1587^3A提供了《一种高固体分单组分聚氨酯弹性体制备方法及其应用》，先用异氰酸酯或含异氰酸根的硅氧烷与多元醇反应制备端异氰酸根的聚氨酯预聚物， 再经含活泼氢的硅氧烷改性制得高固体分单组分聚氨酯弹性体，该产物可用于地板和装饰清漆，预聚物也可与颜填料混合制备成单组分聚氨酯涂覆材料，该涂料材在使用过程中，湿度要求50% RH,固化时间长达7天。皮丕辉等选择TDI-80和三羟甲基丙烷制备预聚物，以甲基异丁基甲酮为溶剂，采用乙二醇乙醚对预聚物进行封闭，合成了一种低温解封的全封闭型多异氰酸酯固化交联剂，最后用固化剂与二乙醇胺改性的环氧树脂E-20与交联剂复配成涂覆材料并进行电泳涂装，在150°C烘烤30min，，得到硬度可达3H 4H，综合性能优良的涂膜(合成材料老化与应用，2006. NO. 3，P31 34)。刘琳等以甲乙酮肟为封闭剂，制备了解封温度较低(110 120°C )的封闭型多异氰酸酯树脂，可作为聚氨酯涂覆材料或胶粘剂使用(建筑材料学报2005. NO. 6，P642 645)；杨芳等利用新型封闭剂乙酰苯胺，在70°C以H/NC0为1. 2的条件下，对聚醚和甲苯二异氰酸酯的聚氨酯预聚体进行封闭，该封闭剂封闭的聚氨酯预聚体具有较低的解封温度， 实现了光功能膜材料的制备及生产(化工新型材料，2005，NO. 12，P66 68)；于洁等以苯酚、己内酰胺、酮肟等为封闭剂，对聚氨酯预聚体进行封闭制备单组分封闭型聚氨酯，并配制成涂料成膜，性能良好(聚氨酯工业，1998. NO. 01，P20 23)；以上文献报导的单组分聚氨酯涂覆材料，在使用过程中，或固化时间长，难以应用于快速连续自动化涂覆作业，或耐溶剂性能不高，尤其耐丁酮擦试性达不到标准要求，或耐冲击性差以及与金属板材的附着力差，从而影响被涂覆后金属板材的应用性能和使用效果。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种单组分热固化聚氨酯弹性体组合物，旨在解决单组分聚氨酯涂覆材料，在使用过程中，或固化时间长，难以应用于快速连续自动化涂覆作业，或耐溶剂性能不高，尤其耐丁酮擦试性达不到标准要求，或耐冲击性差以及与金属板材的附着力差，从而影响被涂覆后金属板材的应用性能和使用效果的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种单组份热固化聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，该组合物的组分和质量份数含量如下封闭型单组分聚氨酯物料占60 70份；50%的E-12环氧树脂DMF溶液占10 15 份；饱和聚酯树脂占10 15份；80%甲醚化六甲氧基甲基三聚氰胺占2. 0 3. 0份；钛白粉占15 25份；纳米二氧化硅占0. 5 1. 5份；消泡剂占1. 0 5. 0份；流平剂占1. 0 3.0份；光稳定剂占1.0 1.5份；紫外线吸收剂占1.0 1.5份；抗氧剂占0.5 1.0份。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种单组分热固化聚氨酯弹性体组合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤(一)聚氨酯预聚体的合成按质量份数将100份氧化丙烯聚醚多元醇N210组分加入反应器中，加热升温至 120 130°C，真空在0. 08Mpa，搅拌脱水2小时，然后加入甲苯二异氰酸酯31. 5 41. 8份或二苯基甲烷二异氰酸脂46. 9 64. 0份，升温至80V，反应2. 5小时，得到游离异氰酸酯基-NCO质量含量达5 8 %的聚氨酯预聚体，待用。( 二)封端聚氨酯预聚体制备(1)取步骤(一)中合成的聚氨酯预聚体100份置于反应器中，再加入BiCAT 8、 BiCAT^Z催化剂或二月桂酸二丁基锡催化剂0. 2 0. 5份，搅拌并升温到60 70°C。(2)取苯酚13. 4 21. 5份溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF) 18. 6 30. 7份，两者混合溶解配制成封闭剂溶液，将该苯酚封闭剂溶液滴加入上述聚氨酯预聚体反应器中， 60分钟滴加完毕后，后于反应温度60 70°C下，反应时间为5 8小时，得到苯酚封端聚氨酯预聚体。(三)封闭型单组分聚氨酯物料的制备取扩链剂4，4，-亚甲基双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)(MCDEA) 20. 3 36. 1份加入DMF溶剂30. 5 2份，或3，3，- 二氯-4，4，- 二氨基二苯基甲烷14. 3 23份加入环己酮21 33份，将扩链剂加入到溶剂中使其溶解，再将溶解后的扩链剂溶液加入到上述第二步合成的苯酚封端聚氨酯预聚体中，搅拌混合均勻后，得到封闭型单组分聚氨酯物料。本专利技术提供的单组份热固化聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，与现有技术相比，其优点与积极效果在于该单组分热固化聚氨酯弹性体组合物采用聚氨酯弹性体树脂、 环氧树脂、聚酯树脂及其4，4’ -亚甲基双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)或3，3’ - 二氯-4， 4’_ 二氨基二苯基甲烷扩链剂、六甲氧基甲基三聚氰胺固化剂等组成，当该组合物受热解封后，不仅其中游离出的异氰酸酯基团-NCO和体系中的扩链剂4，4’ -亚甲基双(3-氯-2， 6-二乙基苯胺)或3，3’ - 二氯_4，4’ - 二氨基二苯基甲烷反应形成聚氨酯弹性体大分子，其中的环氧树脂、聚酯树脂也可与六甲氧基甲基三聚氰胺及-NCO基团反应生成热固性的高分子链，经组合物经反应固化后形成互穿网络结构的高分子涂覆材料层。聚氨酯弹性体的高韧性，高耐磨性与环氧树脂、聚酯树脂的刚性、高硬度相互弥补，相互协同，使得该单组分热固化聚氨酯弹性体组合物形成的涂覆材料层具有优良的耐溶剂性、耐磨性、柔韧性、高抗冲性、耐侯性，当与金属板材复合涂层时，具有良好的连续操作、快速固化及高附着力特性。此外，本专利技术所述单组份热固化聚氨酯弹性体组合物主要应用于各种金属基材，如冷轧钢板、镀锌板、铝板、石材、混凝土表面的涂覆复合以及金属导线的表面包覆，也可作为高温金属粘结剂使用。附图说明图1为本专利技术实施例提供的单组份热固化聚氨酯弹性体组合物制备方法的实现流程图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚建春，
申请(专利权)人：吴江市汇丰材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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