钢结构聚脲用环氧树脂改性聚氨酯底涂的研制.pdf

研究与应用 钢 结构 聚脲 用环氧树 脂 改性 聚氨 酯底 徐 的研 制 刘子康， 王新锋， 李红英 北京东方雨虹防水技术股份有限公司， 北京1 0 1 3 0 9 一 摘要 介绍了一种钢结构聚脲用环氧树脂改性聚氨酯底涂的制备方法， 并讨论了不同聚醚、 异氰酸酯、 一N c 0含量和不 同环氧树脂种类及用量对改性底涂性能的影响。该敌性底涂综合性能良好， 能显著提高喷涂聚脲与钢结构基材的粘结 强度 。 关键词 喷涂聚脲； 聚氨酯底涂； 环氧树脂改性； 钢结构； 粘结性能 文章编号 1 0 0 7 - - 4 9 7 X 2 0 1 4 一 0 4 0 0 o 9 0 4 中图分类号 T U 5 0 2 ； T U 5 6 1 ． 6 5 文献标识码 A De v e l o p me n t o f Ep o x y Re s i n M o d i fie d Po l y u r e t h a n e Pr i m e r f o r Po l y u r e a o n S t e e l S t r u c t u r e L i u Z i k a n g， Wa n g Xi n f e n g ， L i Ho n g y i n g B e i j i n g O ri e n t a l Y u h o n g Wa t e r p r o o f T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ． ， B e i j i n g 1 0 1 3 0 9 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s p r e p a r a t i o n o f e p o x y r e s i n mo d i fi e d p o l y u ret h a n e p ri me r f o r p o l y u r e a o n s t e e l s t r u c t u r e ， a n d d i s c u s s e s i n fl u e n c e s o f p o l y e t h e r ， i s o c y ana t e ，c o n t e n t o f NC O a n d t y p e a n d d o s a g e o f e p o x y r e s i n o n t h e p e rf o r ma n c e s o f mo d i fi e d p rime r ．T h e mo d i fi e d p ri me r wi t h g o o d c o mp r e h e n s i v e p e rf o rm a n c e s c a n s i g n i fi c a n tl y i mp r o v e t h e b o n d i n g s t r e n g t h b e t we e n s p r a y i n g p o l yu r e a and s t e e l s t r u c t u r e s u b s t r a t e ． Ke y wo r d s s p r a y i n g p o l y u r e a ； p o l yu r e t h a n e p rime n e p o x y r e s i n mo d i fi c a t i o n ； s t e e l s t r u c t u re； b o n d i n g p e r f o r ma n c e 喷涂聚脲弹性体是一种具有优良耐腐蚀性的新 型涂装材料， 具有固化时间短、 物理性能突出、 绿色环 保等特点， 引入国内 1 0 多年来 ， 得到了广泛的应用。 但在实际工程中， 常会出现聚脲涂层与基材粘结力不 高、 甚至出现大面积脱落的现象。本文对环氧树脂改 性聚氨酯底涂 下称改性底涂 进行了系统研究， 考察 收稿日期 2 0 1 3 1 0 1 6 作者简介 刘子康， 男， 1 9 8 4 年生， 硕士， 工程师， 主要从事聚脲 和聚氨酯材料研究。 联系地址 1 0 1 3 0 9北京市顺义区 顺平路沙 岭段 甲2号。 了不同的聚醚、 异氰酸酯、 一N C O含量 质量分数， 下 同 和不同的环氧树脂种类及用量 质量分数 ， 下同 对改性底涂粘结性 能的影响，结果表 明该底涂能显 著提高喷涂聚脲材料在钢结构基材表面的附着力。 1 实验部分 1 ． 1 主要原料 聚醚多元醇 G E 一 2 1 0 、 G E 一 2 2 0 、 G M N 一 3 0 5 0 、 G E P 一 3 3 0 N工业级，上海高桥石油化工公司；异氰酸酯 T D I 一 8 0 、 M D I 一 2 4 6 0 、 P A P I 4 4 V 2 O 工业级， 德国拜耳 材料科技； 双酚 A环氧树脂 E 一 5 1 、 E 一 4 4 、 E 一 2 0 工业 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ■ 研 究 与 应 用 级， 江苏三木化工股份有限公司； 催化剂 T 一 1 2 工业 级， 市售； 填料、 助剂、 溶剂等， 市售。 1 ． 2 改性底涂的制备 A组分 将一定量 的聚醚多元醇加入到四口烧 瓶 中 ，加热至 1 2 0 ～ 1 3 0℃，打开真空泵 ，在 0 ． 0 5 ～ 0 ． 0 1 M P a 真空度下脱水 2 h ， 脱水后关闭真空泵， 降温至 6 0 c I ， 加入称量好的异氰酸酯和溶剂 ， 混合均匀 ， 缓 慢升温至 7 5 ～ 8 5℃， 恒温反应 2 ．5 h 后 ， 加入环氧树 脂继续反应 1 h ，抽 取样 品 ，用二正 丁胺滴定法检 测一N c 0基团的含量， 达到预定结果后降温至 4 0℃ 出料 。 B组分 将定量的 自制固化剂加入溶剂溶解 ， 搅 拌均匀后出料。 l _ 3 制样与测试 将改性底涂的 A、 B组分按比例配制并搅拌均 匀 ， 用 毛刷均匀涂刷于 1 5 0 mmx 7 0 m m 1 ． 0 mm的普 通碳素钢板上 先对钢板进行喷砂处理， 喷砂后 1 h 内涂刷底涂 ， 待底涂表干后在其表面喷涂聚脲 ， 在温 度 2 3 2 、 相对湿度 5 0 1 0 ％的条件下养护 7 d ， 然后测试附着力。 附着力试验参照 G B ／T 5 2 1 0 - - 2 0 0 6 色漆和清漆拉开法附着力试验 或 A s T M D 一 4 5 4 1 附着力测定法 ， 仪器选用拉脱法附着力测试 仪， 拉拔头选用 2 0 m il l 拉拔头。 2 分析与讨论 2 ． 1 不同聚醚种类对改性底涂性能的影响 选用 聚醚多元醇 G E 一 2 1 0 、 G E 一 2 2 0 、 G MN 一 3 0 5 0 、 G E P 一 3 3 0 N分别与 MD I 合成一N C O含量 1 0 ％左右的 A组分 ， A B 2 1 质量 比， 下同 时 ， 改性底涂 的粘结 强度和剥离强度见图 1 。 从 图 l可以看 出，采用三官能度的聚醚 G MN一 3 0 5 0 、 G E P 一 3 3 0 N 比采用二 官能 度 的聚醚 G E一 2 1 0 、 G E 一 2 2 0 制备的改性底涂的粘结强度和剥离强度都 要高。这是由于采用三官能度聚醚合成的改性底涂 比二官能度聚醚合成的改性底涂 固化后 的交联点密 度大， 故其本体强度也大， 因此粘结强度和剥离强度 都较高。而三官能度聚醚中G M N 一 3 0 5 0的相对分子 皇 魁 慧 好 摇 GE一 21 0 GE一 22 0 GMN一3 0 5 0 GEP 一3 3 0N 图1 聚醚种类对改性底涂粘结性能的影响 昌 { Z 、 1 ． 5 由表 3 可知， 环氧灌浆材料的各项力学性能均达 到 J c ／1 r 1 0 4 1 --2 0 0 7 标准的要求 ， 而且， 拉伸断裂伸 长率可达到 1 6 ．8 ％， 具有一定的延伸性。 3 结论 利用 P l u r o n ic 多元醇聚醚 L 3 5 与双酚 A型环氧 树脂反应， 然后按一定比例加人活性稀释剂， 制得环 氧灌浆材料 A组分 ； 由2 一 甲氧基一 4 一 甲基苯酚、 三甲 基六 甲撑二胺与多聚 甲醛反应制得酚醛胺类 固化剂 作为 B组分 ； 当稀释剂的含量为 3 0 ％时， 该环氧灌浆 上接第 1 1页 由图6可以看出， 采用环氧树脂 E 一 4 4改性的底 涂， 其粘结强度和剥离强度随着 E 一 4 4 含量的增加呈 现先上升后下降的趋势。 这是由于E 一 4 J4 的加入量低 于 5 ％时， 对改性底涂体系主要起到增加交联点的作 用， 同时 E 一 4 4的环氧基等极性基团增加了改性底涂 的粘结力； 而当E 一 4 4的加人量超过 5 ％ 后 ， 体系中的 单官能度羟基分子链过多，导致对聚氨酯体系的封 端作用成为主要作用， 从而妨碍了改性底涂体系的完 全固化，所以其粘结强度和剥离强度出现了下降趋 势。 ’ 3 结论 考察了不同聚醚、 异氰酸酯、 一N C O含量和不同 环氧树脂种类及用量对环氧树脂改性聚氨酯底涂粘 结性能的影响。结果显示 ， A组分采用聚醚 3 0 5 0 、 异 一 材料的黏度可达到普通环氧灌浆材料的黏度要求； 当 环氧灌浆材料 A 、 B组分的质量比为 1 0 1 时，浆液的 初凝时间为 2 0 m i n ， 可以满足灌浆施工的需要； 其固 结体 2 8 d的各项力学性能均达到 J c 厂 r 1 0 4 1 --2 0 0 7 标准的要求。 参考文献 【 1 ] 黄月文， 区晖． 高分子灌浆材料应用进展[ J ] ． 高分子通报 ， 2 0 0 0 4 7 1 7 5 ． [ 2 ] 黄国兴， 陈改新． 水工混凝土建筑物修补技术及应用【 M】 ． 北 京 中国水利水电 出版社 ， 1 9 9 8 1 - 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