[發明專利]一種高性能聚脲復合材料的制造方法

在審

• 申請號: 202110782258.1
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113831822A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 宋大余;文潔;王琳;劉文良
• 申請（專利權）人: 成都上泰科技有限公司
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D5/08;C09D5/33;C09D7/61
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本發明公開了一種高性能聚脲復合材料的制造方法，其特征在于，其中該漿料是由A、B、C三個組分組成，其中A組份是由異氰酸酯組成；將B組分的液態胺擴鏈劑、聚天門冬氨酸酯、顏料、防沉降劑、流平劑、和助劑以一定的摩爾比或/和質量百分比和加料順序加入混合釜，在一定攪拌速度條件下，混合成D組分混合物；隨即將A組分與D組分中的主要成分以1∶1mol/mol的混合成聚脲漿料；在超聲波的震動下，向模具中的C組分增強短纖維加入2)得到的聚脲漿料，使增強纖維或/和布完全浸漬聚脲漿料之中，在一定壓力下，壓制成高性能聚脲復合材料；該復合材料可以用于火車車體、房屋建筑、飛機內部裝飾、還可以用作大型化工設備內部防腐。

技術領域：

本發明涉及到一種高性能聚脲復合材料的制造方法，屬于高性能復合材料領域。

背景技術：

噴涂聚脲彈性體技術經歷了聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲三個發展階段。在三種體系中A組份是基本相同的，均為芳香族或脂肪族的預聚物和半預聚物，區別在于B組份。噴涂聚氨酯的B組份是由端羥基樹脂和端羥基擴鏈劑組成，并含有用于提高反應活性的催化劑。

噴涂聚氨酯/脲的B組份既可以是端羥基樹脂，也可以是端胺基樹脂和胺擴鏈劑組成，一般含有用于提高反應活性的催化劑。而噴涂聚脲的B組份必須是由端氨基樹脂和端氨基擴鏈劑組成，并且不含任何羥基成分和催化劑，可以含有一定量的分散劑和中性灰2BL。

由于端氨基化合物與異氰酸酯組分的反應活性極高，無需任何催化劑，即可在室溫或低溫下瞬間完成反應，從而有效地克服了聚氨酯和聚氨酯/脲彈性體在施工過程中，因環境溫度和濕度的影響而發泡、造成材料性能急劇下降的致命缺點。

噴涂聚脲技術集漿料、橡膠和塑料等防腐材料的諸多優點于一身，是目前國際上最先進的防腐技術之一。其技術優勢主要表現在快速固化，可在任意曲面噴涂而不產生流淌現象，凝膠時間短至10s或以下，10min即可達到步行強度；對溫度、濕氣不敏感，施工時不受環境溫度、濕度的影響。聚脲可在-28℃的低溫環境下施工，也可在潮濕多雨的環境下施工；100％固含量，符合環保要求，在施工和使用過程中沒有氣味，尤其適合通風不良的儲罐內壁和管道內壁的防腐施工；一次施工即可達到厚度要求，克服了傳統防腐漿料必須多次施工的弊病；涂層致密、無接縫，可耐受水、海水、酸、堿、鹽、油等介質的長期腐蝕，耐化學介質和土壤侵蝕能力十分突出；機械強度高，伸長率好，抗沖擊性能好，在溫度交變和外力沖擊作用下不易破損；附著力好，在噴砂至Sa2.5級的鋼材上附著力大于10MPa，長期使用不脫落；耐擊穿電壓高達20kv/mm以上，與陰極保護配套性良好；不含催化劑，耐紫外光老化性能好，在戶外長期使用不粉化、不開裂；使用溫度寬，可在-50～+121℃下長期使用，改性耐高溫聚脲可在150℃以下長期使用等優點。

噴涂聚脲技術具有卓越的物理性能和施工性能，是一種新型的涂裝技術。它可以完全或部分替代傳統的聚氨酯、環氧樹脂、玻璃鋼、FBE以及聚烯烴類化合物，在化工防腐、管道、建筑、船舶、水利、交通、機械、礦山耐磨等行業具有廣闊的應用前景。

對于金屬化工儲罐防腐材料一般分為襯里和漿料兩大類。常用的襯里有橡膠襯里、塑料襯里和玻璃鋼襯里等。橡膠襯里一般采用天然橡膠或合成橡膠，可在常溫常壓下使用。缺點是需要現場加熱硫化，施工工藝十分復雜，質量很難保證。塑料襯里一般為預制塊狀材料，施工時需要專門的粘貼工藝，接縫處極易導致滲漏，從而引起整體失效。玻璃鋼襯里采用手工粘貼工藝，氣味大、污染環境，而且需要多道施工，施工質量難以保證。

傳統的防腐漿料具有施工方便的優點，可在內壁或外壁使用。但這些漿料體系一般存在著硬度有余韌性不足，在熱應力或沖擊作用下極易開裂，過早的開裂可能導致儲存的液體泄漏，修補及保養導致費用增加；體系含有機溶劑，對人體有害、污染環境，溶劑揮發產生的針孔會造成腐蝕介質的滲入；必須采用多道施工，周期長、效率低等缺點。

聚脲噴涂技術有效地解決了上述難題，在鋼質儲罐內、外壁防腐工程中應用具有明顯的技術優勢，已在大慶油田、勝利油田、新疆油田、齊魯石化、蘭州石化、岳陽石化的原油罐、重油罐、污水罐和鹽酸槽車等項目上成功應用。