CN114702886A - 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114702886A
CN114702886A CN202210409830.4A CN202210409830A CN114702886A CN 114702886 A CN114702886 A CN 114702886A CN 202210409830 A CN202210409830 A CN 202210409830A CN 114702886 A CN114702886 A CN 114702886A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
reaction
super
omega
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210409830.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈威
吴泽文
刘泽
贺行洋
苏英
陈顺
宋小康
李铃
赖志辉
李维和
秦义良
郑襄南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University of Technology
Original Assignee
Hubei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University of Technology filed Critical Hubei University of Technology
Priority to CN202210409830.4A priority Critical patent/CN114702886A/zh
Publication of CN114702886A publication Critical patent/CN114702886A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/02Polyureas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/36Hydroxylated esters of higher fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/755Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

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。

Description

一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法
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。
公开号为CN 109486382 A的专利申请公开了一种新型的木质素基聚脲涂料及制备方法。该发明制备方法包括以下步骤:1)以木质素、聚醚胺为原料,通过曼尼希反应制备胺化木质素;2)以异氰酸酯、聚醚胺为原料,制备得到异氰酸酯封端的预聚物,其中,异氰酸酯基的质量分数为15-20%;3)向预聚物中加入胺化木质素、聚醚胺、扩链剂、溶剂,在20-80℃高速搅拌反应10-90min,得到木质素基聚脲涂料。该发明还提供上述方法制备的木质素基聚脲涂料。其方法先制备胺化木质素,再以其部分替代聚醚胺制备新型木质素基聚脲涂料,所得涂层比纯聚醚胺基聚脲空白样表现出更好的抗紫外老化性能、热稳定性、耐丙酮性能及耐盐性能。
公开号为CN 111393973 A的专利申请提供了一种脂肪族单组分聚脲涂料,由异氰酸酯、多元醇、亚胺类潜固化剂、催化剂、色浆、抗氧剂、复合光稳定剂、环保稀释剂和消泡剂制备得到。还提供了脂肪族单组分聚脲涂料的制备方法。该涂料为单组分,使用方便,制备的聚脲涂层具有优异的耐候、拉伸性能、耐磨性、抗老化、耐水解、耐酸碱以及低VOC的性能,能够在酸、碱、热的情况下使用,具有更卓越的防腐、耐水解和抗老化性能,可以在各种苛刻条件的防水防腐要求的场合。
综上所述,目前还没有有效措施解决聚脲涂料的超疏水以及原料来源问题。因此,一种以植物油为原料、且具有超疏水性的聚脲涂料的研究具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明拟提供一种植物油基聚脲超疏水涂料,其采用来源丰富且可再生的植物油制备聚脲,再与其他组分配合,使得到的聚脲涂料形成的聚脲涂层具有高耐候、耐水解、防水的优异性能,可在各种苛刻条件下应用的聚脲防水防腐涂料。本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下:
一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:由以下组分制备得到,植物油30~50ωt%、异氰酸酯10~30ωt%、伯胺类化合物10~30ωt%、氧化剂0.1~2.5ωt%、还原剂0.1-2.5ωt%、催化剂0.1~2ωt%、消泡剂0~0.5ωt%、纳米材料0.1-3ωt%、改性剂0.1-1ωt%、固化剂0.1-1ωt%、表面活性剂1~10ωt%份、硅烷偶联剂0.1~10ωt%份,分散剂10~30ωt%,其他组分为水。
所述植物油选自大豆油、玉米油、花生油、芝麻油、蓖麻油、菜籽油以及橄榄油中的一种或多种;
所述异氰酸酯选自异氰酸酯单体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、HDI三聚体、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、以及赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的一种或多种;
所述伯胺类化合物选自环己胺、叔丁基伯胺、二亚乙基三胺、癸酰胺、新戊胺、壬胺、乙二胺以及己二胺中的一种或多种;
所述氧化剂为高锰酸钾(KMnO4)、高碘酸(HIO4)、四氧化锇(OsO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)以及过氧酸如过氧苯甲酸(PhCO3H)、过氧乙酸(CH3CO3H)、过氧三氯乙酸(CClCO3H)中的一种或多种;
所述还原剂选自LiAlH4、NaBH4、锌粉、三乙胺以及格式试剂中的一种或多种;
所述催化剂选自浓硫酸(H2SO4)、四甲基溴化铵(TMAB)、HBF4、Ag、Rh/C、Pt/C、Ni以及Cu(CrO2)2中的一种或多种;
所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或几种的混合物。
所述纳米材料选自纳米SiO2、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米纤维以及纳米陶瓷颗粒中的一种或多种;
所述改性剂选自聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFPMS)、1H,1H,2H,2H全氟十二烷基三氯氢硅(PFDTS)、KH-550、KH-560、十八烷基三氯硅烷(ODTS)、丙烯酸酯、三甲基氯硅烷(TMCS)中的一种或多种;
所述固化剂选自聚异环己基HDI三聚体和乙烯基三胺DETA中的一种或多种;
所述分散剂选自丙酮、丁酮、去离子水中的一种或多种;
所述植物油基聚脲涂料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、按照成分比例,将植物油和氧化剂以及无机溶剂加入三颈圆底烧瓶中,搅拌并将反应体系降温,待其充分反应,反应结束后,冷却至室温后振荡萃取,取下层有机相溶液,除杂;
步骤2、将氧化剂按一定比例加入三颈圆底烧瓶中,充分搅拌后按成分比例加入除杂后的有机溶液,边加热边搅拌,待反应结束,对溶液进行过滤、分液、减压蒸馏除杂;
步骤3、低温下将伯胺类化合物加入溶剂中加入三颈圆底烧瓶中,再将步骤2得到的溶液溶于溶剂中缓慢滴加至圆底烧瓶中,滴加结束后待其反应完全后加入还原剂。反应结束后,缓慢滴加酸性溶液至反应液PH=1~2,冷却至室温后搅拌并加入有机溶剂对其进行洗涤干燥以及减压旋蒸;
步骤4、将步骤3中收集的溶液以及有机溶剂和催化剂按成分比例混合加入反应容器内低温搅拌,充分反应,结束后加入溶剂清除杂质,收其滤液;
步骤5、将步骤4中所得的滤液按一定比例溶于有机溶剂中加入三颈圆底烧瓶中,逐滴滴加稀释后的异氰酸酯,滴加过程保持高速搅拌,并加入一定量的改性剂、消泡剂、固化剂、分散剂以及经改性的纳米材料,待其反应结束,加入去离子水静置,除液干燥后即为所得。
所述经改性的纳米材料的制备方法为:将一定质量的纳米材料分散于去离子水中,搅拌一定时间后加入丙酮清洗,烘干;后将烘干的纳米材料以及无水乙醇加入至三口烧瓶中,充分搅拌至混合均匀,加入表面活性剂,调节反应体系pH至设定值,再定量加入硅烷偶联剂反应一定时间,超声分散均匀,反应产物经过滤、洗涤、105℃烘干后得到改性纳米材料。
所述步骤1中,降温温度为0℃,反应时间为0.5~1h。
所述步骤2中,加温温度为60~85℃,反应时间为0.5~1.5h。
所述步骤3中,低温为-5~0℃,反应时间为3~4h,降温温度为-20~-30℃,反应时间为2~2.5h。
所述步骤4中,低温为-5~0℃,反应时间为3.5~4h。
所述步骤3中滴加的酸性溶液选自H2SO4、HCl、HBF4、HCN、乙酸、甲酸中的一种或多种;
所述有机溶剂选自异丙醇、戊烷、二氯甲烷、甲醇、无水乙醇、乙酸乙酯、二甲基亚砜、正庚烷、四氢呋喃中的一种或多种;
所述所用的无机溶剂选自KOH、NaOH、饱和食盐水、氨水、去离子水中的一种或多种。
本发明具有如下优点:
1、产品原料来自于可再生、可降解、无毒且价廉的植物油,原料来源丰富,制备工艺简单,不仅节省了能源的消耗,而且在合成过程中环保,在一定程度上可以替代石油化工产品,缓解能源危机。
2、传统聚脲涂料大多都是由聚醚多元醇或端氨基聚醚制备的,分子链中含有大量的醚键,存在分子结构限制。与传统的聚脲涂层相比,本发明克服了凝胶时间短,粘结不够牢靠,所制聚合物脆性较大,柔韧型不足、稳定性和耐腐蚀性差等缺陷,所制得的植物油基聚合物在力学性能方面上有望改善传统的油脂基聚合物在这方面的短板。
3、该产品通过添加异氰酸酯、植物油、纳米材料等组分,且其组分相互作用,改性剂中所含的反应基团与改性纳米材料表面上的羟基和有机材料生成共价键或形成氢键,通过化学键形成了一个有机整体,使得制备的涂料形成的涂层具有优异的耐候、拉伸性能、耐磨性、抗老化、耐酸碱和耐水解的优点。
4、该涂料经纳米材料以及有机硅/氟改性后,其防水防腐性能得到显著提高。其中,改性纳米材料的掺入能够有效构筑起涂层的粗糙表面结构,而改性后的聚脲又能够稳定涂料的粗糙结构和修饰其粗糙结构表面。其中涂层在加热固化的过程中,部分纳米SiO2会团聚形成微米级的聚集体,形成微-纳米粗糙结构;分散液中经改性的聚脲在加热过程中两端的异氰酸酯基会与纳米SiO2上的羟基发生交联反应,能够使其结构稳定;而在涂层加热干燥的过程中,结构中的有机硅/氟链段可在涂层表面形成表面能较低的有机硅/氟层,从而可达到与荷叶相似的超疏水的效果。
具体实施方式
下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
制备改性纳米材料:
实施例A
将5质量份纳米SiO2分散于10质量份的去离子水中,搅拌30分钟,过滤,使用无水乙醇洗涤,烘干;将烘干的纳米SiO2分散在水中,加入0.5质量份表面活性剂三乙醇胺,调pH至5.0,加入0.1份硅烷偶联剂KH-560,超声分散均匀,反应结束后升温至90℃,搅拌25分钟,降至室温,离心、干燥,得到改性纳米SiO2
实施例B:
将5质量份纳米TiO2分散于10质量份的去离子水中,搅拌30分钟,过滤,使用无水乙醇洗涤,烘干;将烘干的纳米TiO2分散在水中,加入0.5质量份表面活性剂三乙醇胺,调pH至5.0,加入0.1份硅烷偶联剂KH-560,超声分散均匀,反应结束后升温至90℃,搅拌25分钟,降至室温,离心、干燥,得到改性纳米TiO2
制备植物油基聚脲超疏水涂料:
实施例1
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、15质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、20质量份异佛尔酮二异氰酸酯、1质量份的PFDTS、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1质量份改性后的纳米SiO2
制备方法:1)三颈圆底烧瓶中,将40质量份大豆油加入KOH的水溶液中,将体系的温度降至0℃,搅拌,加入0.5质量份高锰酸钾,搅拌均匀后,在0℃下反应2小时。反应结束后,调节反应液pH至样品析出,降至室温,分液萃取,真空干燥得到样品A。
2)在装有搅拌的三颈圆底烧瓶中,加入0.5质量份的高碘酸,充分搅拌30分钟后,加入样品A,边搅拌边加热,加热至65℃,搅拌1h。反应结束后,将多余氧化剂过滤,并依次加入蒸馏水、饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤得到产品B。
3)将15质量份的新戊胺溶于100mLCCl4溶剂中,搅拌0.5h,缓慢滴加溶有产品B的CCl4溶液,滴加结束后在0℃环境下继续反应2h,后加入0.5质量份硼氢化钠反应2h,反应结束后,缓慢滴加5%盐酸溶液至反应液的pH=1~2,室温搅拌30分钟,快速用二氯甲烷萃取,之后洗涤干燥得到产品C。
4)三颈圆底烧瓶中,加入产品C和0.5质量份的Rh/C催化剂,0℃条件下搅拌,反应4小时,之后恢复室温搅拌1小时。反应结束后,加入20mL甲醇,滤去反应体系中的钯碳(Pd/C)催化剂,收集滤液,浓缩得到产品D。
5)将产品D按一定比例溶于有机溶剂中加入三颈圆底烧瓶中,逐滴滴加20质量份异佛尔酮二异氰酸酯。滴加过程保持高速搅拌,室温下反应30min后加入0.1质量份的PFDTS改性,并加入0.3质量份消泡剂、固化剂、分散剂以及1质量份改性后的纳米SiO2。待其反应结束,加入去离子水静置,除液后涂覆成膜,室温下干燥2天后,置于真空烘箱55℃干燥充分除去溶剂,得到植物油基聚脲超疏水涂料。
实施例2
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、15质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、20质量份的异佛尔酮二异氰酸酯、质量份的PFDTS、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1.5质量份改性后的纳米SiO2
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、20质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、30质量份的异佛尔酮二异氰酸酯、1质量份的PFDTS、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1.5质量份改性后的纳米SiO2
制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、20质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、20质量份赖氨酸二异氰酸酯、1质量份的PFDTS、0.1质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1.5质量份改性后的纳米SiO2
制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、20质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、30质量份的异佛尔酮二异氰酸酯、2质量份的PFDTS、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1.5质量份改性后的纳米SiO2
制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、20质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、20质量的份异佛尔酮二异氰酸酯、2质量份的ODTS、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1.5质量份改性后的纳米TiO2
制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种植物油基聚脲超疏水涂料,包括以下质量份数的组分:40质量份大豆油、0.5质量份高锰酸钾、0.5质量份的高碘酸、15质量份的新戊胺、0.5质量份硼氢化钠、0.5质量份的Rh/C催化剂、20质量份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.1质量份的PTFPMS改性剂、0.3质量份消泡剂、分散剂、固化剂以及1质量份改性后的纳米TiO2
制备方法与实施例1相同。
对上述实施例制备的植物油基聚脲超疏水涂料进行涂膜,两次涂膜厚度1.5±0.2mm,标准条件下养护7d后进行测试,测试的物理性能如下表1所示:
表1植物油基聚脲超疏水涂层物理性能数据表
Figure BDA0003603711140000121
从表1可以看出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,并且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,具有明显的优越性和前瞻性,拥有很好的应用前景。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例,显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内,则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (9)

1.一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:由以下组分制备得到,植物油30~50ωt%、异氰酸酯10~30ωt%、伯胺类化合物10~30ωt%、氧化剂0.1~2.5ωt%、还原剂0.1-2.5ωt%、催化剂0.1~2ωt%、消泡剂0~0.5ωt%、纳米材料0.1-3ωt%、改性剂0.1-1ωt%、固化剂0.1-1ωt%、表面活性剂1~10ωt%份、硅烷偶联剂0.1~10ωt%份,分散剂10~30ωt%,其他组分为水。
2.如权利要求1所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:所述植物油选自大豆油、玉米油、花生油、芝麻油、蓖麻油、菜籽油以及橄榄油中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:所述异氰酸酯选自异氰酸酯单体、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、HDI三聚体以及赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种;
所述伯胺类化合物选自环己胺、叔丁基伯胺、二亚乙基三胺、癸酰胺、新戊胺、壬胺、乙二胺以及己二胺中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:所述氧化剂为高锰酸钾、高碘酸、四氧化锇、重铬酸钾以及过氧酸如过氧苯甲酸、过氧乙酸、过氧三氯乙酸中的一种或多种;
所述还原剂选自LiAlH4、NaBH4、锌粉、三乙胺以及格式试剂中的一种或多种;
所述催化剂选自浓硫酸、四甲基溴化铵、HBF4、Ag、Rh/C、Pt/C、Ni以及Cu(CrO2)2中的一种或多种;
所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或几种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料,其特征在于:所述纳米材料选自纳米SiO2、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米纤维以及纳米陶瓷颗粒中的一种或多种;
所述改性剂选自聚三氟丙基甲基硅氧烷、1H,1H,2H,2H全氟十二烷基三氯氢硅、KH-550、KH-560、十八烷基三氯硅烷、丙烯酸酯、三甲基氯硅烷中的一种或多种;
所述固化剂选自聚异环己基HDI三聚体和乙烯基三胺DETA中的一种或多种;
所述分散剂选自丙酮、丁酮、去离子水中的一种或多种。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、按照成分比例,将植物油和氧化剂以及无机溶剂加入三颈圆底烧瓶中,搅拌并将反应体系降温,待其充分反应,反应结束后,冷却至室温后振荡萃取,取下层有机相溶液,除杂;
步骤2、将氧化剂按一定比例加入三颈圆底烧瓶中,充分搅拌后按成分比例加入除杂后的有机溶液,边加热边搅拌,待反应结束,对溶液进行过滤、分液、减压蒸馏除杂;
步骤3、低温下将伯胺类化合物加入溶剂中加入三颈圆底烧瓶中,再将步骤2得到的溶液溶于溶剂中缓慢滴加至圆底烧瓶中,滴加结束后待其反应完全后加入还原剂,反应结束后,缓慢滴加酸性溶液至反应液PH=1~2,冷却至室温后搅拌并加入有机溶剂对其进行洗涤干燥以及减压旋蒸;
步骤4、将步骤3中收集的溶液以及有机溶剂和催化剂按成分比例混合加入反应容器内低温搅拌,充分反应,结束后加入溶剂清除杂质,收其滤液;
步骤5、将步骤4中所得的滤液按一定比例溶于有机溶剂中加入三颈圆底烧瓶中,逐滴滴加稀释后的异氰酸酯,滴加过程保持高速搅拌,并加入一定量的改性剂、消泡剂、固化剂、分散剂以及经改性的纳米材料,待其反应结束,加入去离子水静置,除液干燥后即为所得。
7.如权利要求6所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料的制备方法,其特征在于:所述经改性的纳米材料的制备过程为,将一定质量的纳米材料分散于去离子水中,搅拌一定时间后加入丙酮清洗,烘干;后将烘干的纳米材料以及无水乙醇加入至三口烧瓶中,充分搅拌至混合均匀,加入表面活性剂,调节反应体系pH至设定值,再定量加入硅烷偶联剂反应一定时间,超声分散均匀,反应产物经过滤、洗涤、105℃烘干后得到改性纳米材料。
8.如权利要求6所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,降温温度为0℃,反应时间为0.5~1h;所述步骤2中,加温温度为60~85℃,反应时间为0.5~1.5h;所述步骤3中,低温为-5~0℃,反应时间为3~4h,降温温度为-20~-30℃,反应时间为2~2.5h;所述步骤4中,低温为-5~0℃,反应时间为3.5~4h。
9.如权利要求6所述的一种植物油基聚脲超疏水涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤3中滴加的酸性溶液选自H2SO4、HCl、HBF4、HCN、乙酸、甲酸中的一种或多种;
所述有机溶剂选自异丙醇、戊烷、二氯甲烷、甲醇、无水乙醇、乙酸乙酯、二甲基亚砜、正庚烷、四氢呋喃中的一种或多种;
所述步骤1中无机溶剂选自KOH、NaOH、饱和食盐水、氨水、去离子水中的一种或多种。
CN202210409830.4A 2022-04-19 2022-04-19 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法 Pending CN114702886A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210409830.4A CN114702886A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210409830.4A CN114702886A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114702886A true CN114702886A (zh) 2022-07-05

Family

ID=82174060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210409830.4A Pending CN114702886A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114702886A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115594820A (zh) * 2022-08-09 2023-01-13 湖北工业大学(Cn) 一种功能化Mxenes改性生物质基聚脲及其制备方法与涂层
CN116875173A (zh) * 2023-08-08 2023-10-13 宏源防水科技集团有限公司 一种仿生型聚氨酯防水涂料及其生产工艺
CN117186755A (zh) * 2023-08-18 2023-12-08 青岛格林沃德新材料科技有限公司 一种纳米改性单组分高强度弹性防护涂料及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130102737A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Malaysian Palm Oil Board Method to produce polyurea and polyurethane by using liquid plant oil based polyol
CN111393973A (zh) * 2020-05-13 2020-07-10 河北宇阳泽丽防水材料有限公司 一种脂肪族单组分聚脲涂料及其制备方法
CN111647126A (zh) * 2020-05-14 2020-09-11 中国林科院林产化工研究所南京科技开发有限公司 一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法
CN112126329A (zh) * 2020-09-28 2020-12-25 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种喷涂型水利大坝抗冰拔耐磨的聚脲涂料及其加工工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130102737A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Malaysian Palm Oil Board Method to produce polyurea and polyurethane by using liquid plant oil based polyol
CN111393973A (zh) * 2020-05-13 2020-07-10 河北宇阳泽丽防水材料有限公司 一种脂肪族单组分聚脲涂料及其制备方法
CN111647126A (zh) * 2020-05-14 2020-09-11 中国林科院林产化工研究所南京科技开发有限公司 一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法
CN112126329A (zh) * 2020-09-28 2020-12-25 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种喷涂型水利大坝抗冰拔耐磨的聚脲涂料及其加工工艺

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶文法等, 华中师范大学出版社: "《基础有机化学反应》", vol. 1, 华中师范大学出版社, pages: 31 - 34 *
杨健: "物油基三元胺的制备及其用于聚脲合成的可行性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 2, 15 February 2016 (2016-02-15), pages 024 - 91 *
田苏平等: "含氟聚硅氧烷对大豆油基水性聚氨酯性能的影响", 《胶体与聚合物》 *
田苏平等: "含氟聚硅氧烷对大豆油基水性聚氨酯性能的影响", 《胶体与聚合物》, vol. 38, no. 1, 31 May 2020 (2020-05-31), pages 11 - 14 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115594820A (zh) * 2022-08-09 2023-01-13 湖北工业大学(Cn) 一种功能化Mxenes改性生物质基聚脲及其制备方法与涂层
CN116875173A (zh) * 2023-08-08 2023-10-13 宏源防水科技集团有限公司 一种仿生型聚氨酯防水涂料及其生产工艺
CN116875173B (zh) * 2023-08-08 2024-06-11 宏源防水科技集团有限公司 一种仿生型聚氨酯防水涂料及其生产工艺
CN117186755A (zh) * 2023-08-18 2023-12-08 青岛格林沃德新材料科技有限公司 一种纳米改性单组分高强度弹性防护涂料及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114702886A (zh) 一种植物油基聚脲超疏水涂料及其制备方法
CN111548714B (zh) 一种自修复型水性聚合物复合涂饰剂及其制备方法和应用
CN101280061A (zh) 有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯三元复合离聚物乳液的合成方法
CN106589306B (zh) 一种制备高强度改性聚氨酯复合材料的方法及产品
CN105385148A (zh) 磺酸化石墨烯改性水性聚氨酯树脂及制法
CN110041498B (zh) 耐水解腐蚀的聚氨酯合成革
CN107880773B (zh) 一种水性环氧改性硅树脂涂料及其制备方法
CN109749690A (zh) 建筑用环氧树脂改性水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法
CN113201112B (zh) 一种以木质素作为扩链剂的水性聚氨酯及其制备方法和用途
CN110790260A (zh) 一种植酸、kh550修饰的生物质衍生多孔碳纳米片的制备方法
CN114085604A (zh) 一种耐高温自清洁涂料及其制备方法
CN113831829B (zh) 一种聚氨酯防冰涂料及其制备方法和应用
CN108440739B (zh) 一种超支化抗流挂剂及在单组份聚氨酯防水涂料中的应用
CN1238450C (zh) 有机硅改性环氧阴极电泳涂料及其制备方法
CN115011218B (zh) 无溶剂环氧舱室涂料
CN113278338A (zh) 一种高韧性低能耗石墨烯生物基重防腐涂料及其制备方法
CN112111217A (zh) 一种改性氧化石墨烯生物基聚氨酯防腐涂料及其制备方法
CN113788929B (zh) 一种自修复、可回收的生物基聚氨酯材料及其制备方法与应用
CN111363468B (zh) 一种用于汽车支架表面的油漆喷涂工艺
CN114921168A (zh) 一种碳硅纳米材料改性水性聚氨酯乳液、合成方法及其应用
CN114292379A (zh) 一种防污型生物基聚氨酯薄膜的制备方法
CN105969165A (zh) 一种抗冲击水性聚酯涂料及其制备方法
CN105969166A (zh) 一种耐擦拭水性聚酯涂料及其制备方法
CN115558082B (zh) 一种蛛丝仿生型高韧性聚脲及其制备方法与涂层
CN117106366B (zh) 一种单组分聚脲涂料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220705

RJ01 Rejection of invention patent application after publication