[发明专利]一种基于有机-无机双改性处理的聚脲耐磨涂料的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于有机‑无机双改性处理的聚脲耐磨涂料的制备方法，属于聚脲涂料制备技术领域。关键技术是通过在预聚体的制备中加入氨基改性的二氧化硅，使无机粒子直接接枝于预聚体中，可以显著提高耐磨性，同时加入经过醛基化的改性剂，进一步地提高涂料的耐磨性。

技术领域

本发明涉及一种基于有机-无机双改性处理的聚脲耐磨涂料的制备方法，属于聚脲涂料制备技术领域。

背景技术

聚脲弹性体(Polyurea Elastomer,简称PUA)材料是国外近十年来,继高固体分涂料、水性涂料、光固化(UV)涂料、粉末涂料等低(无)污染涂装技术之后,为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色材料。聚脲材料具有以下优点：1、材料本身具有优异的物理性能，硬度随意可调；2、固化快，可在任意曲面、垂直面及顶面连续喷涂而不产生流挂现象，一次施工即可达到厚度要求；3、对湿度和温度不敏感，施工时不受环境湿度的影响；4、可以达到100%固含量，不含有机挥发物，无毒害作用，符合环保要求；5、涂层无接缝，美观实用；6、耐候性好，在户外可长期使用不粉化、不开裂、不脱落；7、在钢、铝、混凝土等各类常见底材上均具有优良的附着力。

目前基础设施建设过程中使用的重型运输自卸车的车厢，有的没有衬里；有的仅有防腐涂层但没有抗黏涂层；有的使用PE（聚乙烯）板作衬里材料。这种自制车在装载煤炭、泥沙等流体材料时，流体材料特别容易黏附在车厢内，这就使得自卸车在卸货过程中要使用挖掘机对车厢内剩余的材料进行卸载。此外，这种借助于挖掘机卸货的方式容易破坏车厢表面的防锈涂层或PE板衬里材料，使车厢容易磨损腐蚀，这样，既降低了重型运输自卸车的工作效率，又缩短了其使用寿命。

因此，有必要开发一种基于聚脲的耐磨涂料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提高聚脲涂料的耐磨性，采用的关键技术是通过在预聚体的制备中加入氨基改性的二氧化硅，使无机粒子直接接枝于预聚体中，可以显著提高耐磨性，同时加入经过醛基化的改性剂，进一步地提高涂料的耐磨性。

技术方案是：

一种基于有机-无机双改性处理的聚脲耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：

第1步，氨基改性的二氧化硅的制备：按重量份计，将35～40份的正硅酸乙酯、16～28份的浓氨水、12～18份去离子水、200～350份的乙醇混合后，进行水解反应，反应结束后，离心分离出二氧化硅颗粒，用水洗涤后，减压蒸干；将得到的二氧化硅分散在200～250份的乙醇中，再加入γ- 氨丙基三乙氧基硅烷20～35份，搅拌进行改性反应，再对固体物进行离心分离，再依次用乙醇、水洗涤之后，得到氨基改性的二氧化硅；

第2步，醛基化的改性剂的制备：按重量份计，将如式（I）所示的组分15～30份溶解在酯类溶剂50～80份中，再加入0.2～0.5份的强氧化剂，在避光条件下进行氧化反应，反应完成后，减压蒸馏出溶剂，得到醛基化的改性剂；

（I）；

由于分子中含有相邻的羟基，在强氧化剂的作用下可以发生开环反应，并得到相邻的多个醛基，在与多异氰酸酯的反应中具有较高的活性，可以嵌入预聚体分子中；

第3步，A 组分的制备：按重量份计，将聚醚多元醇40～55份、醛基化的改性剂12～16份、氨基改性的二氧化硅15～25份和醇类溶剂18～24份加入有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至90～100℃，减压脱水和溶剂，降温后加入多异氰酸酯80～95份，加热反应，降温出料，得A 组分；

第4步，R组分的制备：按重量份计，将端氨基聚醚25～40份、扩链剂5～12份、耐磨填料8～15份以及1～3份流动助剂、0.5～1份抗紫外剂、0.5～1份抗氧化剂混合均匀，即可；

在涂料中，所述的A组分与R组分的重量比范围是1：2～3。