新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究
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echnical Research and Development技术研发高性能聚脲弹性体防水涂料的制备及成型工艺对力学性能的影响□ 高新田,马金,刘棋,庄建林(江苏兰陵化工集团有限公司,江苏常州213119)摘要:通过分子结构设计,成功合成了高性能聚脲弹性体涂料,通过黏度-温度曲线选定了最佳的喷涂工艺参数。
采用拉伸、红外光谱、凝胶含量和扫描电镜等表征手段,研究了成型工艺对材料力学性能的影响。
结果表明,采用喷涂工艺成型制备聚脲样片的拉伸强度值为25 MPa,而采用溶液涂膜法制备聚脲样片的拉伸强度为54.2 MPa,综合分析后认为,二者拉伸强度的差异是由于喷涂及固化过程中在聚脲样片内部产生了大量气孔所致,并通过扫描电镜照片进行了验证。
关键词:等体积;双组分;聚脲弹性体防水涂料;喷涂成型;力学性能中图分类号:TQ630.6 文献标识码:A 文章编号:1006-2556(2010)01-0023-04 Preparation of high property polyurea elastomer water-proofi ng coatings and the infl uence of formingprocess on the mechanical propertyGao Xintian, Ma Jin, Liu Qi, Zhuang Jianlin(Jiangsu Lanling Chemical Group Corporation Ltd., Changzhou 213119, Jiangsu Province)Abstract: Through the design of molecule structure, we have prepared the high property polyurea elastomer coatings; and by the method of viscosity-temperature curve, optimized the spraying technical parameters. Tensile method, IR spectrum, gel content and scanning electron microscope are used to investigate the infl uence of forming process on mechanical property of the material, showing that the tensile strength of polyurea sample by spraying process is 25 MPa and the tensile strength by solution coating method is 54.2 MPa. Through comprehensive analysis, we think that the difference of the tensile strength is caused by the large amount of bubble in polyurea samples produced in the process of spraying and curing. This has been verifi ed by the SEM pictures.Keywords: same volume, two-package, polyurea elastomer water-proofi ng coatings, spraying forming, mechanical property0 前言双组分聚脲弹性体是通过A组分(异氰酸酯同聚醚反应生成的端异氰酸根预聚物)和B组分(氨基聚醚复配物)反应制备的高性能材料[1]。
天冬聚脲弹性防腐涂料的开发和性能研究摘要:聚天门冬氨酸树脂具有良好的热稳定性和耐碱性,其应用范围广泛。
随着国内对该产品需求增加以及国外市场开拓顺利推进,我国将成为全球最大的聚天门冬氨基酸生产基地,相关企业有望受益于行业发展机遇。
性能各异的聚天门冬氨酸脂聚脲涂料产品,应用于弹性良好基材和腐蚀环境。
关键词:天东聚脲;弹性;防腐涂料防腐的基本原理,主要是通过在涂膜中添加增塑剂、抗氧剂等助剂,提高涂层的抗腐蚀性能;避免对基材的接触而造成腐蚀,并能防止微生物滋生。
目前,国外已经有了成熟的防腐工艺,如美国、英国、法国等国都已开始工业化;日本、德国也已有工业规模使用。
中国的防腐技术起步较晚,但近几年才逐渐兴起。
与发达国家相比,中国的防腐工程还处在初级阶段,尚未形成完整的工业体系。
传统刚性涂料无法满足其长期或者瞬时形变的工程而不适合用于复杂结构及高污染工况下工作。
因此,新型柔性涂料被越来越多地引入到涂装领域,以适应不同场合的需要。
聚天门冬氨酸脂树脂涂料作为一种高性能水性粉末涂料,具有优良的力学性能、耐有机溶剂性、抗水解性、耐腐蚀性、耐磨性等特性,广泛应用于建筑装饰、汽车制造、船舶建造等方面,可有效降低环境污染。
1实验材料聚天门冬氨酸脂树脂,由聚天门冬酰胺酯(C6H12O5)经聚合得到,分子量为3200Da-40000dtex;2制备方法(1)采用气相法或液相法进行改性处理,(2)加入适量的交联剂,(3)将所得乳液用超声波清洗后再烘干制得。
2.1反应条件:(1)水含量大于80%;(2)温度高于70℃;(3)p H值小于7。
2.2影响因素:(1)加入乳化剂时,要控制好用量,否则会出现乳化现象,甚至产生分层。
(2)加入交联剂时,不能过多过少,否则容易引起胶膜结合力下降。
2.3产品特点:聚天门冬酸脂类涂料属低挥发性溶剂型固体漆,无毒无味,耐碱性强,成膜速度快,附着力高,施工简便,适用于作室内外装修材料和各种金属构件表面的保护涂层。
摘要喷涂聚脲弹性体(Spray Polyurea Elastomer ,简称SPUA)是国外近20年来兴起的一种新型环保涂料。
其具有快速固化,对湿气、温度不敏感,100%固含量,对环境友好,一次喷涂施工,效率高;优异的物理力学性能,如抗张强度、柔韧性、耐老化、耐介质、耐磨性等,良好的耐高低温性能等特点。
聚脲凭借其优异的综合性能成为了高铁桥面防护尤其是无碴轨道表面防水耐磨的理想选择。
2009年6月铁道部科技司颁布了《京沪高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》标准,将聚脲的性能指标由传统的拉伸强度10MPa,断裂伸长率250%,提高到拉伸强度16MPa,断裂伸长率400%以上。
因此需要改进传统聚脲的配方并探索适宜的施工条件以满足铁道部的新标准。
本文阐述了聚脲的发展历程,反应原理,对聚脲配方进行了改进,制作出了符合高铁要求的高弹性聚脲;并解决了高铁施工中底漆选择,潮湿条件施工等问题,具体内容如下:1) 通过对比市面上常用的喷涂聚脲A组分材料,确定合理的NCO值为15.5左右,力学性能符合高铁喷涂聚脲的要求。
2) 通过对各种MDI单体的筛选,确定采用高2,4体含量的液体MDI-50作为聚脲A组分的主要合成原材料并确定了配方。
3) 通过对常用氨基扩链剂E100、E300、W6200等材料的筛选搭配,发现扩链剂E100:W6200=5:2时具有合适的反应时间,力学性能接近高铁喷涂聚脲标准的要求。
4) 通过对B组分主要原材料端氨基聚醚的选择搭配,确定了喷涂聚脲的配方。
送检样品技术指标符合高铁喷涂聚脲暂行技术指标的要求。
5) 对聚脲设备进行描述,并依据高铁施工现场指定的施工规范,确定了最佳施工参数。
6) 对高铁施工中遇到的问题进行了分析研究并提出了解决方法。
关键词:喷涂聚脲;高速铁路铁;防水涂料SPUAAbstractSpray polyurea elastomer (referred SPUA) is a new green paint, which developed 20 years ago abroad.SPUA has lots of characteristics, such as fast-curing, moisture, temperature insensitive, 100% solids, environmentally-friendly, and high efficiency; excellent physical and mechanical properties such as tensile strength, flexibility, anti-aging, anti-media, anti- grinding, etc., good resistance to high temperature performance and so on.Polyurea with its excellent performance, has been the best choice for high-speed rail bridge surface protection, especially non-ballast track surface ideal for waterproof wear.In June 2009, "Beijing-Shanghai high speed railway bridge concrete bridge deck waterproofing spray polyurea Interim technical conditions" was approved by Ministry of Railway Technology, the performance quota of polyurea was raised from the traditional tensile strength 10Mpa with 250% elongation at break to tensile strength 16Mpa with 400% elongation at break.Therefore need to improve traditional polyurea formulations and explore the construction of suitable conditions to meet the new standards the Ministry of Railways.This paper describes the polyurea development process and reaction principle, by adjusting the formula of polyurea to produce high elastic polyurea which meets the requirements of high-speed rail, and the formula also solves the primer selection, wet condition construction and other issues in the high-speed rail construction, as follows:1, By comparing the common market A component polyurea spray materials, fix the NCO reasonable value of about 15.5, which meets the polyurea waterproofing mechanical properties requirements most for the high-speed rail.2, Through a variety of MDI monomer screening, choose high content of 2'4 body as a liquid MDI-50 A component polyurea raw materials and identified the main formula.3, Through the screening and collocation of common amino chain extender E100, E300, W6200 and other materials, determine the chain extender selection of E100: W6200 = 5:2 or so can reach the appropriate reaction time, it is closest to the requirements of the mechanical properties of high-speed rail.4, Through the screening and collocation of main raw material B component - terminal amino polyether, ultimately determine the basis formulations for spray polyurea. And send sampletest for high-speed rail Provisional technical requirements of the performance testing.5, Come to understand the polyurea equipment, to determine the optimum construction parameters, and work out reasonable on-site construction specifications for the high-speed rail. 6, Tracking the high-speed rail polyurea construction, analyzing and solving the problems during high-speed rail construction.Key words:spray polyurea; high-speed railway iron; waterproof coating ;SPUA目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1中国高速铁路建设概况 (1)1.1.1中国高速铁路发展规划 (1)1.1.2高速铁路桥梁防护的重要性 (1)1.1.3目前铁路应用主要防水材料 (2)1.1.4喷涂聚脲防水涂料在高铁中应用 (2)1.2喷涂聚脲弹性体材料 (3)1.2.1喷涂聚脲弹性体材料简介 (3)1.2.2喷涂聚脲弹性体材料特点 (3)1.2.3喷涂聚脲弹性体材料发展历程 (4)1.2.4喷涂聚脲弹性体的化学反应原理 (5)1.2.5喷涂聚脲弹性体的结构特征 (6)1.2.6喷涂聚脲弹性体的分类特征 (7)1.2.7喷涂聚脲弹性体材料在国内外发展现状 (8)1.3京沪高铁专用喷涂聚脲防水材料性能要求 (10)1.3.1京沪高铁概况 (10)1.3.2国内喷涂聚脲防水材料性能概况 (11)1.3.3高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件 (11)1.4本研究的目的和主要研究内容 (13)第二章高铁专用喷涂聚脲弹性体的制备 (14)2.1喷涂聚脲弹性体的体系介绍 (14)2.2喷涂聚脲弹性体测试仪器及测试方法 (14)2.2.1聚脲弹性体漆膜制备方法及设备参数设定 (14)2.2.2主要性能指标的测试仪器及方法 (15)2.3喷涂聚脲弹性体主要原材料 (18)2.3.1聚脲A组分主要原材料 (18)2.3.2聚脲B组分主要原材料 (22)2.4高铁专用喷涂聚脲弹性体的合成 (30)2.4.1聚脲配方设计原理 (30)2.4.2聚脲合成工艺 (32)2.4.3聚脲A组分NCO值的确定 (32)2.4.4聚脲A组分材料的选择和配方确定 (35)2.4.5聚脲B组分扩链剂的选择 (37)2.4.6聚脲B组分端氨基聚醚的选择 (38)2.4.7聚脲B组分材料搭配和配方确定 (39)2.5本章小结 (40)第三章喷涂聚脲弹性体在京沪高铁上的应用 (41)3.1喷涂聚脲施工设备介绍 (41)3.1.1聚脲主要设备供应商和设备历史 (41)3.1.2喷涂设备的基本构成 (42)3.1.3GRACO公司Reactor H-XP3喷涂设备介绍 (44)3.1.4喷涂辅助设备 (46)3.2喷涂聚脲配套材料简介 (47)3.2.1聚脲基层处理剂 (47)3.2.2聚脲修补材料 (47)3.2.3聚脲面漆 (47)3.2.4聚脲层间搭接剂 (48)3.3喷涂聚脲在京沪高铁的应用 (48)3.3.1秀珀聚脲在京沪高铁应用概况 (48)3.3.2京沪高铁喷涂聚脲防水施工规范 (49)3.3.3喷涂聚脲防水材料在高铁上的施工图 (51)3.4高铁聚脲施工中遇到的问题及解决方案 (52)3.4.1聚脲材料施工中堵枪现象及解决方案 (52)3.4.2聚脲附着力问题及底漆材料的选择 (53)3.4.3聚脲施工中鼓泡现象分析及解决方案 (56)3.4.4聚脲施工中针孔现象和避免方案 (57)3.5本章小结 (58)第四章总结与展望 (59)4.1论文总结 (59)4.2本论文产生的效益 (59)4.3聚脲产品应用展望 (60)参考文献 (61)致谢 (62)附件-喷涂聚脲检测报告 (63)第一章绪论1.1中国高速铁路建设概况1.1.1中国高速铁路发展规划随着国家经济的快速发展,目前的公路铁路运输网络已经满足不了日益增长的运输需求。
新型双组分涂刷聚脲防水涂料的制备与性能研究
滕向;赵磊;刘大伟;赵国平;孙立冬;张世磊
【期刊名称】《中国建筑防水》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】以液体仲胺扩链剂WANALINK■6200、芳香族异氰酸酯预聚体为主要原料,制备了一种新型高固含双组分涂刷聚脲防水涂料,拉伸强度23.66 MPa、断裂伸长率498%、撕裂强度66.5 N/mm、粘结强度3.16 MPa、硬度89A,具有良好的耐磨、防水性能,可满足DL/T 5317—2014《水利水电工程聚脲涂层施工技术规程》中对Ⅱ型双组分涂刷聚脲的性能要求。
基于液体扩链剂WANALINK■6200,还可开发防火型和无溶剂型双组分涂刷聚脲防水涂料。
【总页数】6页(P7-11)
【作者】滕向;赵磊;刘大伟;赵国平;孙立冬;张世磊
【作者单位】万华化学集团股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU561.65;TU502
【相关文献】
1.喷涂聚脲层间用双组分搭接剂的制备与性能研究
2.新型聚异氰脲酸硬质泡沫材料的制备及性能研究
3.高性能聚脲弹性体防水涂料的制备及成型工艺对力学性能的
影响4.新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究
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聚脲弹性体的发展概况与前景2009-12-16摘要:介绍了喷涂聚脲弹性体的理化性能、技术特点、研发历程、应用领域及前景展望,并对聚脲弹性体产业在今后国内的发展提出了一些建议。
关键词:涂料,聚脲,性质,市场需求分析,远景聚脲是国外近20年来刚刚兴起的一种新型环保材料。
美国聚脲发展协会(PDA)对聚脲的定义是由异氰酸酯封端的预聚物与氨基化合物组分反应生成的高聚物。
采用喷涂工艺施工的喷涂聚脲弹性体称为Spray Polyurea Elastomer,简称SPUA。
聚脲是聚氨酯的升级产品,被誉为20世纪末期涂料,是现代涂装领域重要的创新技术。
喷涂聚脲弹性体性能优越,能充分满足混凝土、金属、木材等各类材料的防水、防腐以及装饰的要求。
聚脲优异的物理化学性能及适用性能给机械设备、石油化工、矿山开采、防水工程、道具制作、车间地坪、体育设施等工程领域带来全新的发展。
目前,喷涂聚脲弹性体产品的应用范围日益扩大,可广泛应用于钢结构防腐、混凝土保护、屋面防水保温、水池防护内衬、工业地坪、城市立交桥防护、港口设施、水电工程、核电工程等领域。
我国已经应用喷涂聚脲技术的重要工程有京津高速铁路、国家奥运场馆、洋山深水港、上海世博会场馆、上海外滩交通通道等大型基础设施建设,正在建设中的京沪高铁全线路轨混凝土防护也将全面应用这项先进技术。
在防腐蚀性能和环境保护方面,聚脲弹性体己显示出了巨大的技术和市场优势,并受到日益广泛的关注。
1 理化性能聚脲,是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的一种弹性体物质,被视为继高固体分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料之后的一种新型无溶剂、无污染的“绿色涂料”。
聚脲材料具有高抗冲击性、高伸长率、高撕裂强度等优异的综合力学性能,拉伸强度最高可达2715MPa,伸长率最高可达1000%。
聚脲的耐介质性能十分突出,耐候性好,耐冷、耐高温和热冲击,对湿度和温度不敏感,防水、耐磨、耐老化、耐化学介质和交变温度(压力)、耐核辐射,在户外长期使用不粉化、不开裂、不脱落,极大地延长了钢结构、混凝土的寿命。
聚脲涂料及其制备方法
本发明涉及聚脲涂料,具体涉及一种聚脲涂料及其制备方法。
具体地说,本发明的聚脲涂料包括以下重量份:
25-30份聚脲;20~25份聚丙烯酸酯;25-35份二甲基硅油;5-10份碳酸钙;10-20份酸性稠环聚合物;0~1份二-甲基异丁腈;3-5份疏水剂;1-2份着色剂;0~2份非离子型表面活性剂;0~3份助流剂;剩余为水。
所述的聚脲为聚脲乙二醇;所述的聚丙烯酸酯为聚丙烯酸烯丙酯;所述的疏水剂为油酸硬脂酸酯;所述的着色剂为有机颜料;所述的助流剂为乳化剂。
以上技术成果将允许制造商生产出耐磨、成膜性好、耐环境和耐冷热度高、施工方便的聚脲涂料,相比较常规基础涂料质量更优,具有更宽的应用范围。
本发明的聚脲涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将聚脲、聚丙烯酸酯、二甲基硅油以及酸性稠环聚合物分别配料,将其加入容器中,并用搅拌器搅拌至均匀;
2)将二-甲基异丁腈、碳酸钙、油酸硬脂酸酯、有机颜料和乳化剂混合加入上述混合物中;继续搅拌,使其充分混合;
3)将上述混合物加入含水的容器中,继续搅拌至涂料粘度达到较低的要求;
4)将本发明的聚脲涂料留至恒温3-5小时,使其充分固化,形成定型的涂料。
脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备及其应用
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脂肪族喷涂聚脲弹性体具有良好的抗拉强度、压缩强度、耐化学性和耐温性等优点,是用于工业装配、各种结构附件粘接的最佳材料。
喷涂聚脲弹性体的制备是通过一定的工艺来完成的,遵循一定的工艺安排,可以产生出符合技术要求的喷涂聚脲弹性体。
脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备工艺主要包括聚脲原料选择、稀释剂选择、混合及充填,其中聚脲原料选择是将不同粘度的喷涂聚脲树脂选用进行制备,选择合适粘度的聚脲树脂
可以有效改变粘度并保证表面弹性外观。
稀释剂选择是选择一种合理的稀释剂,该稀释剂有利于降低喷涂聚脲的涂料的粘度,满足需要的喷涂粘度。
混合及充填是将聚脲树脂与稀释剂进行混合,然后将其注入喷涂机中,通过涂料的分布以及所需的表面弹性,最终实现喷涂聚脲弹性体的制备。
脂肪族喷涂聚脲弹性体的应用范围极其广泛,主要用于
工业生产中对密封胶、防水胶、耐热胶等涂料的装配,而且可以避免铅蓬损害环境。
此外,喷涂聚脲弹性体还可以用于结构附件粘接,如螺丝、钉子、垫圈等,可以有效地提高结构附件的固定性和耐久性。
由此可见,脂肪族喷涂聚脲弹性体具有良好的性能和优
越的应用,能够有效地满足工业应用的需求,发挥其优势和作用。
因此,脂肪族喷涂聚脲弹性体的制备及其应用具有重要的意义。
高性能聚脲功能涂料的制备和研究摘要:随着科技的不断进步和需求的增加,聚脲功能涂料作为一种高性能涂料材料备受关注。
本文主要介绍了高性能聚脲功能涂料的制备方法和研究成果。
通过分析不同配方、反应条件和添加剂对涂料性能的影响,实现了涂层的优良物理化学性能和耐候性。
利用荧光显微镜、红外光谱等表征手段对涂料进行了表面形貌和结构分析,结果显示制备的聚脲功能涂料具有较高的填充性、耐磨性和抗腐蚀性能。
研究结果表明,高性能聚脲功能涂料具有广阔的应用前景,在航空、汽车、建筑等领域具有重要应用价值。
关键词:高性能;聚脲功能;涂料;制备引言随着科技的进步和需求的增加,高性能聚脲功能涂料成为了研究热点。
这种涂料具有优异的物理化学性能和耐候性,可应用于广泛的领域,如航空、汽车和建筑。
本文通过对不同配方、反应条件和添加剂的调控,以及表面形貌和结构分析,对高性能聚脲功能涂料的制备方法进行了研究和分析。
研究结果表明,制备的涂层具有良好的填充性、耐磨性和抗腐蚀性能。
因此,高性能聚脲功能涂料具有巨大的潜力和重要性,将为相关行业的发展提供创新解决方案。
进一步的研究将有助于完善该涂料的性能,并拓宽其应用范围。
1.制备方法1.1不同配方的选择在高性能聚脲功能涂料的制备过程中,选择不同的配方对涂料性能起着关键作用。
需要考虑聚脲树脂的种类和比例,以及添加剂的选择。
不同类型的聚脲树脂具有不同的特性,如耐化学腐蚀性、耐热性和硬度等。
因此,在配方设计时,应根据涂料应用的具体要求选择合适的聚脲树脂。
添加剂的选择与改善涂料性能密切相关。
例如,可以添加填料以提高涂层的填充性和耐磨性,或添加稳定剂以提高涂料的耐候性和抗氧化性能。
1.2反应条件的调控除了配方的选择,调控反应条件也对高性能聚脲功能涂料的制备至关重要。
反应温度是一个重要参数。
合适的反应温度可以保证反应的进行和聚合物的形成,同时也影响着涂料的固化速度和最终性能。
反应时间的控制也是必要的。
适当延长反应时间可以促进反应的充分进行,从而改善涂料的交联程度和密实性。
聚脲调研报告根据聚脲调研报告,以下为1000字的报告内容:一、引言聚脲是一种常见的高分子材料,在工业生产和科学研究中有广泛的应用。
本调研报告旨在了解聚脲的用途、特性及市场前景,为相关行业提供参考。
二、聚脲的用途1. 聚脲在建筑行业中广泛用作防水涂料和粘合剂。
其良好的抗水性和粘接性能使其成为建筑工程中必不可少的材料。
2. 聚脲还可以用于汽车制造业,用作车身涂料和粘接剂。
其耐光性和耐候性能可以保护车身不受外界环境的影响。
3. 聚脲在家具制造和家居装饰中也有广泛的应用。
作为胶水和涂料,聚脲可以使家具更加牢固和耐用。
4. 聚脲还可以用作涂料和粘合剂,用于船舶制造和航空航天领域。
其抗压性能和粘接强度使得船舶和航天器具有更好的安全性和稳定性。
三、聚脲的特性1. 聚脲具有优异的耐候性和耐化学性,可以在恶劣的环境条件下保持良好的性能。
2. 聚脲具有较高的粘接强度和抗剪切强度,可以在高压和拉伸条件下保持稳定。
3. 聚脲具有良好的流动性和可塑性,易于加工成各种形状和尺寸。
4. 聚脲具有较高的抗热性和抗冷性,可以在高温和低温条件下保持稳定。
四、聚脲市场前景1. 聚脲在建筑行业中的应用前景广阔。
随着城市建设的不断发展和改善,对防水和粘接材料的需求将不断增加。
2. 聚脲在汽车制造和船舶制造行业中的应用前景良好。
随着交通工具的普及和需求的增加,对高性能涂料和粘合剂的需求也在增加。
3. 聚脲在家具制造和家居装饰领域的应用前景可观。
随着人们对家具品质和装饰效果的要求提高,对高性能胶水和涂料的需求也在增加。
4. 聚脲在航空航天领域的应用前景广阔。
随着航空航天技术的不断发展和进步,对高性能粘合剂和涂料的需求也在增加。
五、结论聚脲作为一种常见的高分子材料,具有广泛的应用前景。
在建筑、汽车制造、家具制造、船舶制造、航空航天等领域,聚脲都具有独特的优势和潜力。
随着相关行业的发展和需求的增加,聚脲市场前景看好。
六、参考文献1. 聚脲技术及其应用研究,XXX出版社,20XX年。
聚脲弹性体的结构与性能研究进展聚脲弹性体的结构与性能研究进展摘要:聚脲弹性体是为适应环保需求而研制开发的一种新型绿色材料。
聚脲弹性体集多种功能于一身,全面突破了传统环保型涂装技术的局限。
聚脲弹性体优异的理化性能和良好的热稳定性使得其在美国、日本、西欧等发达国家的市场需求非常大。
在中国,聚脲弹性体也开始得到了非常广泛的应用。
但聚脲在国内应用的同时,质量却跟不上国外的步伐,因此对聚脲性能的研究就显得尤为重要。
本文重点研究了聚脲弹性体结构与性能之间的关系。
关键词:聚脲;弹性体;结构;性能Progress in the structure and performance of polyurea elastomer Abstract:Polyurea elastomer is a new type of green materials developed to meet the environmental needs. Polyurea elastomer has many advantages and has totally broken through the limitations of environmental coating technology. The excellent Physical and chemical Properties as well as good thermal stability of Polyurea have made Polyureaelastomer have a great demand in the United States, Japan, Western Europe etc. In China, Polyurea elastomer is also beginning to have a wide range of applications. Though widely needed in our country, the quality of polyurea still fall behind foreign countries. So the research of polyurea’s property is particularly important.The relationship between structure and performance of Polyurea elastomer was our focus in the thesis.Key words: polyurea; elastomer; structure; performance1 引言聚脲材料具有较高的抗冲耐磨性、良好的防渗效果、耐腐蚀性强以及优异的综合力学性能,在国防、工民建及水利水电工程中得到了广泛应用。
新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究
摘要:甲苯二异氰酸酯型的聚脲固化剂,在进行生产的过程当中,它的主要
原料是甲苯二异氰酸酯,三羟甲基丙烷以及聚合物二醇。
使用该固化剂能够制备
聚天门冬氨酸酯聚脲弹性涂料,当然它在实际制作的过程当中也需要与胺组分聚
天门冬氨酸酯作为原料产生一系列的反应之后形成相关的产品,在这个过程当中
它的断裂声啦率以及组氨分类总量用量等多项指标都会对最终产品的性能产生直
接影响。
本次课题主要针对新型聚脲弹性涂料的相关性能进行探讨,对多个相关
影响因素进行探讨之后研制出性能比较好并且适合施工期的产品。
本次课题在研
究的过程当中,使用实验分析的方法针对它的制备过程进行了分析,并且获得了
最佳配方,其中自制固化剂的W是9%,平均官能度是2.2,F420与F520的物质
量比是4:1,异氰酸根指数是1.05,最后制作成的弹性涂料,拉伸强度是8.1Np,断裂伸长率是218%,施工期是90分钟,表现出的防腐性能以及防水性能相对较强。
关键词:预聚体型固化剂;聚脲;力学性能;弹性涂料
在最近这几年,我国高铁工程的发展速度相对较快,各个地区都进行了工程
的建设工作,在实际建设期间使用的原材料类型相对较多,本次课题分析的喷涂
聚脲弹性体具有比较好的防腐性能以及防水性能,目前被广泛地应用在钢结构以
及混凝土表面的防水防腐工作当中。
国内高铁工程会优先选择该产品作为防水材料,而且在最近这几年聚脲技术的研究以及应用得到了快速的发展和突破,快速
喷涂型的制药固化产品使用性能相对较高,固化时间非常短,一般情况下在5秒
左右就可以固化成型。
他优越的性能使得聚脲技术在大型工程中的应用范围在不
断的推广,整体的施工效率也得到大幅度的提高,但是因为在小规模的涂装工作
当中使用专业的大型喷涂设备,其成本投入相对较大,再加上凝胶速度太快,使
得实际施工操作期间不能使用普通的喷枪喷涂方法或者刷涂的方法,这也导致了
它的使用过程受到了比较大的限制。
它过快的反应对图层的附着性能也会产生比
较大的影响。
如果图层的附着力无法得到保障,那么防水性能和防腐性能也无法
得到保障。
那么本次课题在研究期间主要针对一种慢反应,并且适合常规施工方
法的去料弹性涂料进行研究。
这种类型的弹性涂料更加适用于地下管道,室内地
坪的防腐和防水保护工作。
1.
实验部分
1.1原料和仪器
在进行实验操作的过程当中,使用的原材料类型相对较多,主要包括甲苯二
乙氢酸酯,这种原材料属于工业级的材料,由日本三井生产。
聚四亚甲基醚二醇
是由日本三菱化学公司生产的工业级产品,聚乙内酯二元醇是湖南巨人化工新材
料科技有限公司生产的工业级产品,除此之外还需要使用聚氧化丙烯二元醇,三
羟甲基丙烷,乙酸乙酯,乙酸丁酯,二甲苯催化剂组聚剂对甲苯磺酸甲酯,聚天
门冬氨酸酯等材料。
研究期间需要使用的仪器,包括护理液,红外光谱仪,TGA-DSC热分析仪,
微机控制电子万能试验机。
1.2预聚体a组分的合成
该二级材料的合成,在实际操作的过程当中需要使用的仪器,包括温度计,
搅拌机,回流冷凝器,在氮气的保护下加入脱水的巨物和匀称之后就可以发生反应,而在这个过程当中可以通过加入适量的TDI经过一系列的反应之后再进行定
量自制催化剂的加有需要注意的是它反应的过程必须要控制在40℃到80℃之前,的环境当中反应的时间是三个小时到6个小时之间,经过6个小时的反应之后,
再将温度降到40℃到60℃之间,然后才可以加入定量的自制催化剂,而在这个
过程当中需要每隔30分钟对整个体系的数据进行测量,确保这个过程当中W(—NCO)达到理论值之后才可以达到阻聚剂,经过40分钟的保温之后可以获得产品,将这个产品待用。
需要说明的是,在这个过程当中使用的化学法降残留,可的方
案可以是游离的TD I加入三聚催化剂之后进行反应,它可以将化学残留控制到
0.2%以下。
1.3 TD I型聚脲固化膜的制备
1.4样品分析和性能测试
进行产品制作以及分析的过程当中,样品的分析和性能测试是非常重要的一
个环节和步骤。
异氢酸酯基含量的制备和样品分析性能测试的过程必须要按照聚
氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定标准进行。
红外光谱的测试工作需要使用傅
里叶红外光谱测试已进行分析,在实际操作的过程当中将聚脲弹性体涂抹,以及
涂附在晶体上的一具体进行照射,通过分析它的具体结构以及图层固化机理,可
以获得最终的分析结果。
涂膜固化性能的测试必须要按照化工行业标准对其性能
按照要求进行分析具体测试的性能,包括固化的时间,拉伸强度,断裂伸长率,
附着力,耐冲击性,耐水性,耐酸碱性以及耐盐物。
1.
结果与讨论
2.1聚脲弹性体的热失重分析
在研究期间对聚脲弹性体的优势中进行分析,可以了解到聚脲弹性体,在温
度为219℃之前,它的质量损失会因为样品当中少量的溶剂挥发而造成加热的,250℃的情况下,样品的分解速率会呈现出明显变大的趋势,所以它分解的起始
温度可以确定是250℃。
2.2涂层吸水率
针对整个产品生产过程的图层吸水率进行测定,可以对涂层的抗渗率以及耐
腐蚀性进行预测,在本次研究的过程当中研究人员实验操作期间的涂膜厚度控制
为150um,在图末结束之后,每24小时进行一次吸水率的测量,在获取相关的数
据和信息之后,制作成涂膜吸水率和时间的关系曲线图。
通过对最终的图线图进
行分析,可以了解到整个涂抹在吸水过程中达到平衡之前,整个吸水率是随着时
间的增加而增加的,在水中放置24小时之后吸收率的变化开始逐渐趋于平缓,
这说明聚脲涂层在浸泡之后进入到中后期,涂层的吸水率就已经逐渐的趋于饱和,
特别是在浸泡到96个小时之后,它的吸水率就可达到1.93,这说明它的防水和
防腐能力比较强。
2.3聚合物二元醇的影响
不同类型的聚合物二元曲纹制备聚脲弹性体的力学性能存在比较明显的差异,常见的几种聚合物二元醇,主要是PTMEG1000,PPG1000,PCL1000。
这几种类型
的聚合物二元存在实际使用的过程当中,它制备出来的弹性体力学性能分别是升
拉强度是7.3,3.2以及9.6,断裂伸拉率是372%, 445%以及190%,硬度是47,24和63。
而从研究期间产生的所有数据和信息进行分析,第1种聚合物二元醇
的分子链当中含有侧甲基乙树脂分子链的结晶性相对较差,拉伸强度硬度也比较差,第2种聚合物二元醇是属于聚酯,其所以最后制作成的弹性体断裂,升压度
会比较低,而且整体的生产成本比较高,第3种聚合物二元醇是常量醇合成的弹
性体综合力学性能,它的性能比较均衡。
2.4预聚体官能度对弹性体性能的影响
通过实验操作的过程当中产生的相关数据以及信息进行分析,我们可以了解
到在产品生产期间原料合成W是9%的情况下,不同平均官能度的预聚体和F420
混合制作成弹性体对它的弹性性能,拉伸性能进行分析,可以了解到平均光能度
对于整个产品的拉伸性能产生的影响比较明显。
它具体的影响过程是随着域具体
的平均官能度的增加,整个弹性体的硬度也会不断的上升,而拉升的强度在变化
的过程当中,表现出来的趋势是前增大然后下降,最后又呈现出主将上升的趋势,在这个过程当中,断裂伸拉率会逐渐的降低,而且预计提的平均光能度的提升,
会与交联剂TMP产生密切联系,它的加入会使得数值的交联程度不断的增加,因
为它作为一种化学,关联剂在产生反应的过程当中能够减小了,以氢键作用力为
主的物理交联点,使得整体的性能发生了比较明显的改变,综上所述,在预具体
的平均官能度控制在2.2~2.4的情况下,最终制作出来的弹性体中和力学性能相
对较好。
1.
结语
当F420和F520的物质量比14:1的情况下,施工期是43分钟,它可以确保常规的施工方式,能够顺利的进行最终研制出来的最重要弹性,涂料的固化量是78.88%,固化之后的涂膜拉伸强度是8.1MPa,断裂伸长率是218%。
硬度是73,最终的防腐性能,防水性能相对较好,能够用于地下管道以及室内地坪的防腐和防水工作。
参考文献:
[1] 李茂庆, 李盟洁, 李建军,等. 一种石墨烯基阻燃抗静电聚脲喷涂剂及其使用方法:, CN112322171A[P]. 2021.
[2] 贾艺凡, 陶西贵. 聚脲弹性体喷涂不同砌体墙的抗爆性能研究[J]. 新型建筑材料, 2021, 48(12):4.
[3] 王明波. 探讨双曲拱坝上游面聚脲防渗涂层施工技术[J]. 2021.。