[發明專利]一種有機硅-聚脲自分層涂料的制備與使用方法

有效

• 申請號: 201611115377.7
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN107298930B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 劉玉亭;孫德文;冉千平;劉娜;周進俊;李波;尹浩;萬赟
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;南京博特新材料有限公司
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D183/08;C09D5/16;C08G77/388;C08G18/61;C08G18/42;C08G18/44
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本發明提供了一種有機硅?聚脲自分層涂料的制備與使用方法，所述有機硅?聚脲自分層涂料的制備方法包括有機硅改性聚氨酯固化劑組分制備和含硅樹脂組分制備兩個部分。所述有機硅?聚脲自分層涂料是具有低表面能、熱穩定、光穩定、低吸水率和低溫柔韌的環保型高性能功能性復合材料。

技術領域

本發明涉及一種有機硅-聚脲自分層涂料及其使用方法，屬建筑涂料技術領域。

背景技術

混凝土建筑廣泛應用于道路橋梁、電視塔、工業廠房和機場建設中。在自然界暴露的過程中，雨水的侵蝕會使清水混凝土表面形成污垢、腐蝕其中的鋼筋，弱酸性介質的侵入使得堿性混凝土中性化，最終影響結構質量與美觀。混凝土表面保護涂層在不影響建筑物外表面固有質地和紋理的前提下，可有效防止混凝土變色、開裂和粉化，是彌補混凝土先天不足和延長壽命的必要手段。完整的混凝土涂層體系通常包括面涂、中涂和底涂三個部分，其中底涂可起到加固底材、增強與面漆附著力的作用，面涂則要求具有優異的耐老化性能和耐污性能。

中國專利CN201410096108.5公開了一種用于清水混凝土的保護劑，該保護劑由底漆、中漆、面漆三部分組成，底漆為有機硅聚合物，中漆由自交聯聚合物、水、顏料、填料以及其他助劑組成，面漆為氟硅樹脂聚合物。

中國專利CN201610185801.9公開了一種用于清水混凝土表面保護的涂料，包括底涂、中涂和面涂，均含有憎水性有機硅乳液。

上述清水混凝土防護體系均包括底涂、中涂和面涂，需要進行多道施工或使用不同樹脂，效率低下的同時還存在著不同涂層間附著力差的問題。

研究表明，利用涂料中不同樹脂在涂膜干燥和固化過程中，隨兩相組成以及成膜樹脂界面張力的改變形成梯度分層結構，可徹底解決涂料層間附著力的問題，實現一次涂刷即可獲得不同涂層性能。

如美國專利US8691342利用改性環氧樹脂與氟樹脂的不相容性，實現了自分層。

國內也有類似研究，如中國專利CN201310496288.1公開了一種海洋重防腐自分層涂料，利用有機氟樹脂及其固化劑與環氧樹脂及其固化劑的相分離，達到分層固化的效果，在具備良好防腐性能的同時，克服了涂層之間配伍性差的缺陷。

涂層梯度分層固化技術應用于清水混凝土建筑物涂裝，可降低戶外施工周期，避免了夏季酷熱天氣或冬季陰冷氣候環境下的多層多遍反復施工，大幅提升外防護涂裝效率和質量。因透明涂層難以翻新，作為清水混凝土透明保護涂裝首先要求材料本身具有極強的耐候性能，諸如普通的環氧、聚氨酯或丙烯酸涂料均不能滿足要求。

聚脲涂層技術兼具力學強度高、耐磨、耐腐蝕、耐油、耐水、耐紫外、耐溫度交變等優勢，在施工方面具有固化速率快、環保性好等特點，同時也存在抗污性差等缺陷。

發明內容

針對混凝土建筑物外防護涂裝因多層施工而產生的層間附著力差以及施工效率低的問題，本發明提供了一種有機硅-聚脲自分層涂料的制備與使用方法，將具有優異耐侯性、粘結性、柔韌性和機械性能的改性聚脲與具有超強耐候性、保光性、防污性和疏水性的改性有機硅材料相結合，形成具有低表面能、熱穩定、光穩定、低吸水率和低溫柔韌的環保型高性能功能性復合材料。

本發明所述的有機硅-聚脲自分層涂料，利用有機硅樹脂成分與聚脲基體材料在涂層固化過程中形成漸變“過渡層”，聚脲鏈段聚集于膜內層、有機硅鏈段聚集于膜外層，得到基層粘結力及綜合耐候性俱佳的有機硅-聚脲自分層防護涂料。

本發明所述的有機硅-聚脲自分層涂料的制備方法，包括有機硅改性聚氨酯固化劑組分制備和含硅樹脂組分制備兩個部分，詳細步驟如下：

(1)彈性固化劑組分的制備：聚酯類多元醇、羥基封端的聚二甲基硅氧烷與脂肪族異氰酸酯單體進行親核加成反應后，得到有機硅改性聚氨酯預聚體，向上述預聚體中加入脂肪族聚異氰酸酯、溶劑并混合均勻，即得到有機硅改性聚氨酯固化劑組分；