[发明专利]一种高性能聚脲复合材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种高性能聚脲复合材料的制造方法，其特征在于，其中该浆料是由A、B、C三个组分组成，其中A组份是由异氰酸酯组成；将B组分的液态胺扩链剂、聚天门冬氨酸酯、颜料、防沉降剂、流平剂、和助剂以一定的摩尔比或/和质量百分比和加料顺序加入混合釜，在一定搅拌速度条件下，混合成D组分混合物；随即将A组分与D组分中的主要成分以1∶1mol/mol的混合成聚脲浆料；在超声波的震动下，向模具中的C组分增强短纤维加入2)得到的聚脲浆料，使增强纤维或/和布完全浸渍聚脲浆料之中，在一定压力下，压制成高性能聚脲复合材料；该复合材料可以用于火车车体、房屋建筑、飞机内部装饰、还可以用作大型化工设备内部防腐。

技术领域：

本发明涉及到一种高性能聚脲复合材料的制造方法，属于高性能复合材料领域。

背景技术：

喷涂聚脲弹性体技术经历了聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲三个发展阶段。在三种体系中A组份是基本相同的，均为芳香族或脂肪族的预聚物和半预聚物，区别在于B组份。喷涂聚氨酯的B组份是由端羟基树脂和端羟基扩链剂组成，并含有用于提高反应活性的催化剂。

喷涂聚氨酯/脲的B组份既可以是端羟基树脂，也可以是端胺基树脂和胺扩链剂组成，一般含有用于提高反应活性的催化剂。而喷涂聚脲的B组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，并且不含任何羟基成分和催化剂，可以含有一定量的分散剂和中性灰2BL。

由于端氨基化合物与异氰酸酯组分的反应活性极高，无需任何催化剂，即可在室温或低温下瞬间完成反应，从而有效地克服了聚氨酯和聚氨酯/脲弹性体在施工过程中，因环境温度和湿度的影响而发泡、造成材料性能急剧下降的致命缺点。

喷涂聚脲技术集浆料、橡胶和塑料等防腐材料的诸多优点于一身，是目前国际上最先进的防腐技术之一。其技术优势主要表现在快速固化，可在任意曲面喷涂而不产生流淌现象，凝胶时间短至10s或以下，10min即可达到步行强度；对温度、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。聚脲可在-28℃的低温环境下施工，也可在潮湿多雨的环境下施工；100％固含量，符合环保要求，在施工和使用过程中没有气味，尤其适合通风不良的储罐内壁和管道内壁的防腐施工；一次施工即可达到厚度要求，克服了传统防腐浆料必须多次施工的弊病；涂层致密、无接缝，可耐受水、海水、酸、碱、盐、油等介质的长期腐蚀，耐化学介质和土壤侵蚀能力十分突出；机械强度高，伸长率好，抗冲击性能好，在温度交变和外力冲击作用下不易破损；附着力好，在喷砂至Sa2.5级的钢材上附着力大于10MPa，长期使用不脱落；耐击穿电压高达20kv/mm以上，与阴极保护配套性良好；不含催化剂，耐紫外光老化性能好，在户外长期使用不粉化、不开裂；使用温度宽，可在-50～+121℃下长期使用，改性耐高温聚脲可在150℃以下长期使用等优点。

喷涂聚脲技术具有卓越的物理性能和施工性能，是一种新型的涂装技术。它可以完全或部分替代传统的聚氨酯、环氧树脂、玻璃钢、FBE以及聚烯烃类化合物，在化工防腐、管道、建筑、船舶、水利、交通、机械、矿山耐磨等行业具有广阔的应用前景。

对于金属化工储罐防腐材料一般分为衬里和浆料两大类。常用的衬里有橡胶衬里、塑料衬里和玻璃钢衬里等。橡胶衬里一般采用天然橡胶或合成橡胶，可在常温常压下使用。缺点是需要现场加热硫化，施工工艺十分复杂，质量很难保证。塑料衬里一般为预制块状材料，施工时需要专门的粘贴工艺，接缝处极易导致渗漏，从而引起整体失效。玻璃钢衬里采用手工粘贴工艺，气味大、污染环境，而且需要多道施工，施工质量难以保证。

传统的防腐浆料具有施工方便的优点，可在内壁或外壁使用。但这些浆料体系一般存在着硬度有余韧性不足，在热应力或冲击作用下极易开裂，过早的开裂可能导致储存的液体泄漏，修补及保养导致费用增加；体系含有机溶剂，对人体有害、污染环境，溶剂挥发产生的针孔会造成腐蚀介质的渗入；必须采用多道施工，周期长、效率低等缺点。

聚脲喷涂技术有效地解决了上述难题，在钢质储罐内、外壁防腐工程中应用具有明显的技术优势，已在大庆油田、胜利油田、新疆油田、齐鲁石化、兰州石化、岳阳石化的原油罐、重油罐、污水罐和盐酸槽车等项目上成功应用。