[发明专利]一种脂肪族聚氨酯固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种脂肪族聚氨酯固化剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯固化剂是指含有活性异氰酸酯并能与含活性羟基的油漆组分发生交联反应，形成各种性能的漆膜。而脂肪族聚氨酯固化剂能与含活性羟基的油漆组分发生交联反应形成耐候性能优异的漆膜，用于钢结构的防腐面漆。

而目前市售的脂肪族聚氨酯固化剂主要是HDI(六亚甲基二异氰酸酯)的二聚体如缩二脲和三聚体，这些固化剂可与羟基丙烯酸树脂或端羟基聚酯树脂交联反应，形成耐候性能优异的防护涂膜。但是，上述脂肪族聚氨酯固化剂的分子结构中不含有柔性分子链段，交联固化后所形成的涂膜往往强度较高，但是弹性或断裂伸长率较低。而混凝土结构的防腐漆需要漆膜具有较好的弹性以适应混凝土基面的变形而不开裂，目前市售的这些固化剂这很难满足这些技术要求。

相关专利文献(中国专利申请：201010607572.8)报道了聚氨酯弹性固化剂的制备方法，其限于芳香族聚氨酯，而这类固化剂由于含有苯环结构，因此易黄变，耐候性较差，无法用于混凝土结构防护面漆，因此需要研制出一种脂肪族弹性固化剂，其能与含活性羟基油漆组分发生交联反应形成具有优良弹性的耐候防护漆膜，用于混凝土结构防护。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明通过采用HDI缩二脲、液体聚碳酸酯二元醇、醋酸丁酯和HDI三聚体为原料，制得的脂肪族聚氨酯固化剂具有高强度和高弹性的特点，用于配制优良弹性的耐候防护漆膜；此外，聚氨酯固化剂还应用于高速铁路桥梁桥面薄涂型聚氨酯防水层中表面漆的固化剂成分，其制备得到的改性聚氨酯防水表面漆具有较好的环境适应性、施工性、优良的物理力学性能和优良的耐久性，从而能够更好地满足铁路混凝土基面用防水层耐久性、使用寿命和防水效果的要求。

用于实现上述目的的技术方案如下：

本发明的一个目的在于提供一种脂肪族聚氨酯固化剂，该固化剂的原料包含HDI缩二脲、液体聚碳酸酯二元醇、醋酸丁酯和HDI三聚体；

根据本发明的具体实施方案，所述脂肪族聚氨酯固化剂中液体聚碳酸酯二元醇为旭化成化学株式会社的商业化产品，商品名为DURANOLT5652，其化学分子结构为：

其中R为六亚甲基(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)，n为12～14；

羟值为51～61mgKOH/g，不挥发物含量为100％；

根据本发明的具体实施方案，所述脂肪族聚氨酯固化剂中HDI缩二脲为拜耳材料科技有限公司的商业化产品，商品名为DesmodurN75BA，其化学分子结构为：

其中R为六亚甲基(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)；

其中异氰酸酯(NCO)的含量为16.5％，不挥发物含量为75％；

根据本发明的具体实施方案，所述脂肪族聚氨酯固化剂中HDI三聚体的化学分子结构为：

其中R为六亚甲基(-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)；

其中NCO的含量为19.5％，不挥发物含量为90％。

优选地，按重量份数计，所述固化剂的原料包含HDI缩二脲25～45份；液体聚碳酸酯二元醇15～35份；醋酸丁酯35～45份；HDI三聚体1～10份；

优选地，按重量份数计，所述固化剂的原料包含HDI缩二脲28～35份；液体聚碳酸酯二元醇25～35份；醋酸丁酯35～45份；HDI三聚体3～8份；

优选地，按重量份数计，所述固化剂的原料包含HDI缩二脲30份；液体聚碳酸酯二元醇30份；醋酸丁酯40份；HDI三聚体5份。

本发明所述脂肪族聚氨酯固化剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)将液体聚碳酸酯二元醇加入至反应器，升温至110～120℃，抽真空减压(优选-0.05～0.09MPa)脱水30min后，降温至75～85℃；