[发明专利]水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物及其制备方法和应用，所述组合物按重量份数包括如下组分制成：聚天门冬氨酸酯树脂25~75份、多异氰酸酯40~70份、二羟基酸10～22份、活性氨基硅烷13~44份、羟基丙烯酸酯13~26、防腐剂0.2~0.3份、三乙胺5~22份和去离子水160~440份。本发明制备的水性组合物具备耐候、耐磨、耐水和耐盐雾的优异性能特点，改进了市场上水性聚脲涂层施工厚度较薄，施工后容易起痱子和起泡的问题。由于本发明的水性组合物含有丙烯酸酯结构与水可分散的脂肪族多异氰酸酯相容性较好，配制后具有合适的使用期，便于施工，具有一次成型厚度较厚的优点。

技术领域

本发明属于涂料制备的技术领域，具体涉及水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物的制备方法及其应用。

背景技术

天冬氨酸聚脲树脂是一种以氨基化合物和异氰酸酯为原料合成的弹性体物质。采用专用设备进行施工，固含量为100％，无溶剂，无污染。它具有固化快，耐化学腐蚀性好，强度高，抗渗、耐磨柔韧性强，耐高低温能力强等优点。在防腐，防水，耐磨等工程中应用前景广阔。但是，由于氨基化合物中伯胺与反应速度太快、凝胶时间过短，导致天冬氨酸聚脲树脂的漆膜成型困难、附着力差。目前，通过将氨基化合物改为仲胺，可以降低其与异氰酸酯反应速度，尽管如此，在使用过程中粘度变化较大，但在施工时需要也要用到专用喷涂设备，使用相当不便。

水性涂料具有低VOC、不燃、绿色、安全环保等优点。但是，现有市场的聚天冬氨酸酯聚脲和水可分散的固化剂异氰酸酯的双组份固化体系里，往往遇到异氰酸酯与氨基反应比较快，而水分蒸发速度较慢，这样就会造成附着力差、表面状态不良和涂层厚度低及机械性能差的后果，机械性能、耐候性、耐水性和耐介质等性能就无从谈起。市场上有机硅改性聚脲一般直接用氨基封端的硅烷偶联剂与预聚体中的-NCO反应或利用氨基硅烷偶联剂的烷氧基与羟基有机硅合成仲氨基封端的聚硅氧烷，反应历程较长、复杂且不可控。

目前的水性聚脲和异氰酸酯反应过程及其使用期不可控，而且还存在操作时间短、不易流平和需使用专用设备涂装所造成的施工不便，涂层容易出现痱子，容易起泡等问题。

发明内容

发明目的：针对以上存在的问题，本发明通过革新制备聚脲预聚物途径，采取用自制活性氨基烷氧基硅烷封端的方法制备了一种水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物，本发明组合物将聚脲组合物的封端由仲氨基转换为羟基，除具备耐候、耐磨、耐水和耐盐雾的优异性能特点，解决了市场上水性聚脲涂层施工厚度较薄，施工后容易起痱子和起泡的问题。本发明的水性组合物含有丙烯酸酯结构与水可分散的脂肪族多异氰酸酯相容性较好，配制后具有合适的使用期，便于施工，具有一次成型厚度较厚的优点。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种新型的水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物的制备方法及其应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水性耐候性相容性兼优的有机硅改性聚脲组合物，所述组合物按重量份数包括如下组分制成：聚天门冬氨酸酯树脂25～75份、多异氰酸酯40～70份、二羟基酸10～22份、活性氨基硅烷10～46份、羟基丙烯酸酯5～30、防腐剂0.2～0.3份、三乙胺5～22份和去离子水160～440份。

其中，所述聚天门冬氨酸酯树脂包括带有端双仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂及其类似结构的树脂，分子量为400～2000。

其中，所述多异氰酸酯包括脂环族二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体或其中任意几种的混合物。

其中，所述活性氨基硅烷是将伯氨基烷氧基硅烷与羟基丙烯酸酯通过迈克尔加成反应制得的含有羟基和仲氨基的活性氨基有机硅氧烷。

其中，所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。

其中，所述二羟基酸包括二羟基丙酸、二羟基丁酸中的一种或两者。