一种耐久性良好的聚脲材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚脲材料技术领域，具体为一种耐久性良好的聚脲材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚脲材料由于同时具有防水、抗冲击、耐磨、抗疲劳、耐老化、耐高温、耐核辐射等多种功能，因此应用领域十分广泛。
3.cn201711248428.8公开了一种用于水工建筑物混凝土防护防渗的聚脲基弹性体材料及其制备方法。该聚脲基弹性体材料由聚脲基a组分和聚脲基b组分反应生成，其中，聚脲基a组分和聚脲基b组分的体积比为1:1。该聚脲基弹性体材料与混凝土表面的结合力强，弹性好，抗冲耐磨，耐化学腐蚀，能够适应潮湿、低温的施工环境及长期水泡，高速水流冲刷的使用环境。
4.但是作为有机材料，在氧化、化学腐蚀等比较恶劣的环境下容易造成各种破坏，尽管后来有人加入了抗氧化剂、抗腐蚀剂等，提高其耐久性的作用并不明显，急需开发一种能提高性能尤其是耐久性的聚脲材料


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐久性良好的聚脲材料及其制备方法，具备提高有机聚脲材料的耐久性等优点，解决了背景技术中提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述提高有机聚脲材料的耐久性目的，本发明提供如下技术方案：
9.本发明要解决的另一技术问题是提供一种耐久性良好的聚脲材料，聚脲材料由a料和b料组成，所述a料的构成为：异氰酸酯30～50份、四氢呋喃聚醚5～14份、环氧丙烷聚醚12～26份、超水浸润剂1～3份，所述b料的构成为：端氨基聚醚50～100份、胺扩链剂25～50份、端氨基聚丁二烯5～15份，浮石2～3份、白刚玉粉1～3份、防水纳米粉1～3份和金属氧化物粉0.5～1份，所述a料中nco基团与所述b料中nh基团的摩尔数比为1：1。
10.优选的，浮石为容重0.3
‑
0.4g/cm3多孔、轻质材料，粒度小于325目，颗粒为立方体。
11.优选的，白刚玉堆积密度0.3
‑
0.4g/cm3，粒度小于325目，颗粒形状为针状。
12.优选的，防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状。
13.优选的，金属氧化物粉为tio2含量≥97％的钛白粉和含fe2o3含量≥97％氧化铁粉，或者其他金属氧化物粉，粒度400目。
14.优选的，防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状。
15.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，所述a料的配制方法，包括如下步骤：
16.1)将四氢呋喃聚醚和环氧丙烷聚醚混合，在100
‑
110℃条件下进行精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至50℃。
17.2)加入超水浸润剂，均匀混合30分钟后，加入异氰酸酯，60
‑
70℃反应10h。
18.3)将反应物降至室温，出料结束反应，封装，储存。
19.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，所述b料的配制方法，包括如下步骤：
20.1)将胺扩链剂加入到端氨基聚醚中，混合均匀，100
‑
110℃精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至室温，出料结束反应。
21.2)加入端氨基聚丁二烯、浮石粉、白刚玉粉、防水纳米粉和金属氧化物粉，进行高速分散，搅拌速度为700～1000转/小时，搅拌时间为1～2小时，封装，储存。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供了一种耐久性良好的聚脲材料及其制备方法，具备以下有益效果：
24.1、该耐久性良好的聚脲材料及其制备方法，通过加入无机材料，其中浮石粉颗粒为立方体，白刚玉粉颗粒多为针状，防水纳米粉颗粒为片状，这些材料之间互为补充，弥散均匀分布于聚脲材料中间，就像在砂浆中加入骨料一样，大大提高了有机聚脲材料的性能尤其是耐久性，不增加任何工序，操作简单方便，与钢材、木材、混凝土的粘结力良好，耐腐蚀性能突出、耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温等综合性能优异。
25.2、通过适当微调添加无机材料的比例，使得等体积的a、b料具有相同的摩尔质量，这样既能达到a、b料摩尔基团1：1的最佳聚合效果，用户使用的时候只需要a、b料按体积1：1配合即可，达到了使用简单方便且效果好的目的。
具体实施方式
26.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：一种耐久性良好的聚脲材料，聚脲材料主要由a料和b料组成，a料的构成为：异氰酸酯30～50份、四氢呋喃聚醚5～14份、环氧丙烷聚醚12～26份、超水浸润剂1～3份，b料的构成为：端氨基聚醚50～100份、胺扩链剂25～50份、端氨基聚丁二烯5～15份，浮石2～3份、白刚玉粉1～3份、防水纳米粉1～3份和金属氧化物粉0.5～1份，a料中nco基团与所述b料中nh基团的摩尔数比为1：1,浮石为容重0.3
‑
0.4g/cm3多孔、轻质材料，粒度小于325目，颗粒为立方体,白刚玉堆积密度0.3
‑
0.4g/cm3，粒度小于325目，颗粒形状为针状,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状,金属氧化物粉为tio2含量≥97％的钛白粉和含fe2o3含量≥97％氧化铁粉，或者其他金属氧化物粉，粒度400目,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状。
28.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，a料的配制方法，包括如下步骤：
29.步骤1：将四氢呋喃聚醚6份和环氧丙烷聚醚14份混合，在100℃条件下进行精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至50℃。
30.步骤2：加入超水浸润剂1份，均匀混合30分钟后，加入异氰酸酯35份，60℃反应10h。
31.步骤3：将反应物降至室温，出料结束反应，封装，储存。
32.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，b料的配制方法，包括如下步骤：
33.步骤1：将胺扩链剂加入到端氨基聚醚中，混合均匀，100
‑
110℃精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至室温，出料结束反应。
34.步骤2：加入端氨基聚丁二烯、浮石粉、白刚玉粉、防水纳米粉和金属氧化物粉，进行高速分散，搅拌速度为700～1000转/小时，搅拌时间为1～2小时，封装，储存。
35.实施例二：一种耐久性良好的聚脲材料，聚脲材料主要由a料和b料组成，a料的构成为：异氰酸酯30～50份、四氢呋喃聚醚5～14份、环氧丙烷聚醚12～26份、超水浸润剂1～3份，b料的构成为：端氨基聚醚50～100份、胺扩链剂25～50份、端氨基聚丁二烯5～15份，浮石2～3份、白刚玉粉1～3份、防水纳米粉1～3份和金属氧化物粉0.5～1份，a料中nco基团与所述b料中nh基团的摩尔数比为1：1,浮石为容重0.3
‑
0.4g/cm3多孔、轻质材料，粒度小于325目，颗粒为立方体,白刚玉堆积密度0.3
‑
0.4g/cm3，粒度小于325目，颗粒形状为针状,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状,金属氧化物粉为tio2含量≥97％的钛白粉和含fe2o3含量≥97％氧化铁粉，或者其他金属氧化物粉，粒度400目,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状。
36.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，所述a料的配制方法，包括如下步骤：
37.步骤1：将四氢呋喃聚醚12份和环氧丙烷聚醚24份混合，在110℃条件下进行精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至50℃；
38.步骤2：加入超水浸润剂3份，均匀混合30分钟后，加入异氰酸酯45份，70℃反应10h；
39.步骤3：将反应物降至室温，出料结束反应即得a料，然后封装，储存。
40.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，b料的配制方法，包括如下步骤：
41.步骤1：将胺扩链剂45份加入到端氨基聚醚90份中，混合均匀，110℃精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至室温，出料结束反应；
42.步骤2：加入端氨基聚丁二烯14份、浮石粉3份、白刚玉粉3份、防水纳米粉3份和氧化铁粉1份，进行高速分散，搅拌速度为1000转/小时，搅拌时间为2小时即可，然后封装，储存。
43.实施例三：一种耐久性良好的聚脲材料，聚脲材料主要由a料和b料组成，a料的构成为：异氰酸酯30～50份、四氢呋喃聚醚5～14份、环氧丙烷聚醚12～26份、超水浸润剂1～3份，b料的构成为：端氨基聚醚50～100份、胺扩链剂25～50份、端氨基聚丁二烯5～15份，浮石2～3份、白刚玉粉1～3份、防水纳米粉1～3份和金属氧化物粉0.5～1份，a料中nco基团与所述b料中nh基团的摩尔数比为1：1,浮石为容重0.3
‑
0.4g/cm3多孔、轻质材料，粒度小于325目，颗粒为立方体,白刚玉堆积密度0.3
‑
0.4g/cm3，粒度小于325目，颗粒形状为针状,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状,金属氧化物粉为tio2含量≥97％的钛白粉和含fe2o3含量≥97％氧化铁粉，或者其他金属氧化物粉，粒度400目,防水纳米粉比表面积3100～4000cm2/cm3，325目筛余≤3％，颗粒形状为片状。
44.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，a料的配制方法，包括如下步骤：
45.步骤1：将四氢呋喃聚醚9份和环氧丙烷聚醚20份混合，在105℃条件下进行精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至50℃；
46.步骤2：加入超水浸润剂2份，均匀混合30分钟后，加入异氰酸酯40份，65℃反应10h；
47.步骤3：将反应物降至室温，出料结束反应即得a料，然后封装，储存。
48.一种耐久性良好的聚脲材料的制备方法，b料的配制方法，包括如下步骤：
49.步骤1：将胺扩链剂37份加入到端氨基聚醚75份中，混合均匀，105℃精制2h，使含水量降至0.1％以下，降温至室温，出料结束反应；
50.步骤2：加入端氨基聚丁二烯10份、浮石粉2.5份、白刚玉粉2份、防水纳米粉2份和氧化铜粉0.75份，进行高速分散，搅拌速度为850转/小时，搅拌时间为1.5小时即可，然后封装，储存。
51.判断标准：只有完全相同的摩尔数a、b料完全聚合，才能达到最佳的聚合效果，材料性能最佳。但是由于不同原料厂家产品的不同，以及基团摩尔重量计算的复杂性，为了用户使用方便，生产厂家在产品成分比例设计的时候，通过适当微调添加无机材料的比例，尽可能使得等体积的ab料具有相同的摩尔质量，这样既能达到ab料摩尔基团1：1的最佳聚合效果，用户使用的时候只需要ab料按体积1：1配合即可，简单方便效果好。
52.本发明的有益效果是：该耐久性良好的聚脲材料及其制备方法，通过加入无机材料，其中浮石粉颗粒为立方体，白刚玉粉颗粒多为针状，防水纳米粉颗粒为片状，这些材料之间互为补充，弥散均匀分布于聚脲材料中间，就像在砂浆中加入骨料一样，大大提高了有机聚脲材料的性能尤其是耐久性，不增加任何工序，操作简单方便，与钢材、木材、混凝土的粘结力良好，耐腐蚀性能突出、耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温等综合性能优异。通过适当微调添加无机材料的比例，使得等体积的a、b料具有相同的摩尔质量，这样既能达到a、b料摩尔基团1：1的最佳聚合效果，用户使用的时候只需要a、b料按体积1：1配合即可，达到了使用简单方便且效果好的目的
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。