[发明专利]一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法

说明书

本发明一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法，涂料组分包括植物油、异氰酸酯、伯胺类化合物、催化剂、氧化剂、改性剂、还原剂、固化剂、分散剂、消泡剂、表面活性剂、纳米材料、硅烷偶联剂和水。所制备的植物油基聚脲超疏水涂料具有特别优异的耐水解、耐酸碱和耐候性能以及超疏水性能，可以应用在各种酸碱热苛刻条件下的防水防腐，使用寿命长，能够解决在特殊环境中应用问题；而且该超疏水涂料中不含苯及芳烃类溶剂，因此该涂料具有环保、低VOC等优势，有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于功能聚合物以及防水涂料领域，具体涉及一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法。

背景技术

随着中国工业化及城市化的不断推进，为工业涂料、建筑涂料等快速发展提供了契机，涂料行业的技术水平进步较快。而伴随着人民生活质量的急速提升，其对涂料的安全质量要求也随之越来越高。聚脲(PUA)涂料因其快速固化(即使在低温环境)、耐水性、优异的机械性能和化学耐久性而备受关注。聚脲材料因其特殊的固化形态和优异的膜性能，被广泛应用于屋顶涂料、平顶修补、管道保护、储罐涂料等领域。而聚脲涂层的凝胶时间太短，与基材润湿不够，粘结不够牢靠，也引起很多弊病。目前市场上出现了单组分聚脲，使用方便，粘结牢靠解决了喷涂聚脲的痛点。然而，工业上使用的聚脲大多是不可再生的石油基聚脲，近年来，随着石油资源的短缺和人们对环保型材料要求的提高，使用天然可再生资源来研制新型环保材料已经成为材料领域发展的新动向。其中植物油由于其可再生、可降解、无毒且价廉等优点，已成为学术和工业界研究的热点。

由于目前常用的聚脲涂料其原料大多来自于石油化工原料，因此合成的聚脲单体中则含有许多刚性苯环结构，使得制得的聚合物脆性较大，产品柔韧型不足、稳定性和耐腐蚀性较差。大豆油是我国最常见的一种油料作物，广泛分布在全国各地，其来源丰富，在涂料、塑料、聚氨酯及橡胶等领域有着广泛应用。大豆油中含有大量羟基、酯基和双键，可以发生多种化学反应，如酯交换、脱水、热解、环氧化、加成反应等。因此利用植物油脂肪酸通过一系列反应引入新的活性基团并最终制得植物油基聚脲，再辅以纳米材料对其进行改性，开发环保、安全和节能的功能性聚合物是未来的重要发展方向之一。采用植物油酯来制备一种新型的植物油基聚脲，不仅提高了聚合物的综合性能，也使得非食用性植物油脂在高值化产业开发利用上具有重要的研究意义。由于制得的植物油基聚脲具有良好的力学性能、较高的化学稳定性及耐热性等优点，可广泛用于石油化工、航天航空、电镀、建筑、食品、医药等领域。

公开号为CN 111647126 A的专利申请介绍了一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法：将常规蓖麻油水解制得的混合蓖麻油脂肪酸酸与多元胺进行酰胺化反应，最后与异氰酸酯聚合得到蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物。步骤：将常规蓖麻油水解制得的混合蓖麻油脂肪酸加入至反应容器中，并加入混合蓖麻油脂肪酸质量0.3-0.7％的催化剂，后将多元胺加入到反应容器中，加热至140-150℃，混合蓖麻油脂肪酸和多元胺的摩尔比为2:1，然后在150-160℃下回流反应2h-3h，再升温至215-230℃进行酰胺化反应并保2.0-3.0h，减压蒸馏除去水分和多余的游离胺，即得到含有羟基和肿胺基的蓖麻油基活性单体A，将制得的活性单体A与异氰酸酯类化合物按照1:2.0-4.0比例混合均匀，聚合温度60-120℃，最终聚合得到蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物。

公开号为CN 112940665 A的专利申请公开了一种适用于防水卷材的聚脲涂料，其特征在于：包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括异氰酸酯聚脲预聚体；所述第二组分包括端氨基聚醚、胺类扩链剂、增塑剂和助剂，所述聚脲涂料中第一组分和第二组分的重量比为1:0.2-2；所述端氨基聚醚与胺类扩链剂之间的质量比为1:0.5-2。本发明的聚脲涂料，优选特定结构的胺类扩链剂，与所选择的聚醚胺适配性更优异，制作出来的产品交联密度高，具有橡胶体优异的强度性能和自愈合能力，改善了传统聚脲涂料的低温柔韧性、粘结强度、耐候性及机械性能。