聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的研制及应用

我司研发生产的聚天门冬氨酸酯树脂的分子量普遍都在500~800,100% 固体分的情况下黏度也只有400~1 000cps,其活性官能团为具有较大位阻的仲氨基,与异氰酸酯反应速度远…

我司研发生产的聚天门冬氨酸酯树脂的分子量普遍都在500~800,100% 固体分的情况下黏度也只有400~1 000cps,其活性官能团为具有较大位阻的仲氨基,与异氰酸酯反应速度远超胺与环氧基团的反应,而反应后的成膜物具有好的物理力学性能,并具有非常优异的耐候性。利用该类型树脂的上述特点,我司技术人员开发了一种新型高档的美缝胶。本文采用我司自行研发生产的新型结构的聚天门冬氨酸酯系列树脂,作为该材料的主体树脂,研制成了可户外长期使用具有一定弹性的新型环保聚脲美缝胶,该材料具有优异的综合性能。施工活化期可以保持在30min 以上,耐磨性好,不透水、吸水率极低,同时还具有150% 以上伸长率。

1 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的配方研制
1.1 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水白色美缝胶实验
1.1.1 主要原料
主体树脂:F524、F520 聚天门冬氨酸酯,深圳飞扬骏研新材料股份有限公司生产;
颜填料:金红石型钛白粉R606,国产;1250 目沉淀硫酸钡,国产;
助剂:分散剂、消泡剂德国毕克公司生产品;防沉剂,进口;
固化剂原料:HDI 三聚体,万华公司生产;
GB906A-100弹性固化剂(该固化剂是用聚酯改性的IPDI类型的固化剂),深圳飞扬骏研新材料股份有限公司生产。
1.1.2 基本配方
1.2 制备工艺
A 组分(见表1):将树脂、粉料、助剂依次加入调漆缸中,高速分散30min,然后用砂磨机研磨分散至细度30μm 以下;
B 组分(见表1):将各原料混合均匀后,过滤包装。
聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水白色美缝胶配方
1.3 试板制备
将A/B 组分按质量比1 ∶ 1 的比例混合,刷涂在PP 板上,根据检测指标的需要,膜厚控制(1.5±0.2)mm(拉伸强度伸长率测试试板);耐磨性测试磨耗测试专用试板上;附着力测试样板涂刷在磁砖上;耐候性测试样板涂刷在0.3mm 的马口铁片上。制膜标准参照JG/T172—2005,涂膜在(25±2)℃条件下固化、养护7d,做性能测试。
1.4 性能测试
常规性能测试:
主要检测仪器:测厚仪,ISO 刮板细度计,MH-1 磨耗试验机,硬度计(邵A)PosiTest 涂层拉力仪,拉拔试验仪AUW320型分析天平,干燥试验箱,Q-LAB 老化实验仪。
1.5 性能与影响因素
1.5.1 树脂的影响
聚天门冬氨酸酯树脂种类的选择对该材料性能有决定性影响。如单独用F420树脂做成美缝胶的A 组分和固化剂B 组分反应,反应速度相对较快,并伴有明显放热现象,混合后的黏度上升较快,从而导致可施工时间偏短,美缝胶表面易出现针孔和起泡现象,导致致密性下降;为了解决这个问题,使用本公司研制成功F524 新型结构的聚天门冬氨酸酯树脂,该树脂基本性能相似于F420,但不同之处在于和固化剂的反应速度介于NH1420 和NH1520 之间,用其与F420 搭配,既能保障美缝胶的干燥速度,同时又能确保可施工时间及更好的表面效果;加入少量F520树脂,可以进一步延长可操作时间,但如果添加量太大,则表干时间太长,耐低温性差。
1.5.2 固化剂的影响
天冬树脂做成的美缝胶跟不同类型的固化剂反应,会表现出不同的性能。为了能有着很好的伸长率与强度,本公司开发了GB906a-100弹性固化剂,再复配一部分HDI 三聚体固化剂做成美缝胶的固化剂B 组分,与做成的聚天门冬氨酯聚脲A 组分固化成膜后,有很好的伸长率及拉伸强度。如单独用GB906a-100做固化剂,与A 组分的混合反应,表干及实干的时间太长,且干燥后涂层太软,拉伸强度很低;而在固化剂中加入少量的HDI 三聚体固化剂,这样不仅能让美缝胶的干燥时间提升,并提高了交联密度,从而提高了美缝胶的拉伸及撕裂强度。
1.5.3 分散剂的影响
该配方选用BYK110分散剂,一方面是该助剂为无溶剂型产品,非常环保,另一方面该助剂与天门冬氨酸酯树脂相容性好,做出来的产品光泽高,且储存稳定性好。
1.5.4 脱水剂的选择
因为少量水分的存在对聚天门冬天门冬氨酸酯聚脲树脂的仲氨基与异氰酸酯的反应有明显催化作用,耐3A 活化粉分子筛吸水效果较好,且价格便宜;但如果添加太多,一方面会影响颜色,且干燥后美缝胶的耐水会一定程度变差。
1.5.5 防沉剂的选择
本产品固体分含量在98% 以上,钛白粉及填料颜料含量高,比重增大,易出现沉淀现象,因此必须彻底解决A 组分的沉降问题。常用防沉剂有有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡等。聚酰胺蜡对美缝胶的凝胶时间有消极影响,且易稳泡;有机膨润土分散性不好,活化时需加入少量醇类溶剂,而少量醇类溶剂恰好对仲氨基与异氰酸酯的反应有催化作用,会较大程度缩短弹性防水美缝胶的活化期;所以最终选择疏水型的气相二氧化硅作为防沉剂。
1.5.6 消泡剂的选择
从环保的角度,本产品选用的消泡剂为无溶剂型产品,而且经过多次反复试验,1790 消泡剂消泡效果极佳。
1.5.7 附着力促进剂的选择
本产品选用的力达的LD127附着力促进剂是一种钛酸酯螯合物偶联剂,该助剂的加入可明显提高美缝胶对磁砖等无机基材的附着力。

2 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的特点
为无溶剂型产品,非常绿色环保。该产品有很好的耐候性,可长期户外使用不变色。该产品与磁砖基材有很好的黏结强度。不易发霉变黑。耐污、耐擦洗性好。有很好的耐磨性。有很好的弹性,抗低温性好,不易开裂。干燥速度快,施工性能好。

3 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的施工工艺及注意事项
3.1 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的施工工艺
用专用工具把磁砖缝充分处理干净,并保证缝隙深度在3~4mm。如缝隙里面潮湿,可采用吹风机进行吹干。使用前先把A 组分充分搅拌均匀,然后按提供配比把两个组分混合后均匀。把A/B混合均匀后倒入配备的专用塑料瓶并拧紧盖子,再把盖子尖端用小刀割个斜口。把瓶盖尖端对正缝隙,并用力挤压塑料瓶,缓慢沿缝隙后移,保证美缝胶填满缝隙。待美缝胶干燥至指触干时用刮刀或带柄的小球缝隙刮一遍。待美缝胶完全干燥后,用铲刀把缝隙两边残留的美缝材料清理干净。
3.2 施工注意事项
务必把A 组分搅拌均匀后才能进行配制。请严格按照提供配比进行调配。用剩的部分请及时密封完好并于阴凉干燥处保存。两个组分必须充分混合均匀。配制好的美缝胶请在规定时间内用完。美缝胶施工完毕一天内请务与水接触。

4 聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶的应用领域
该防水美缝胶可广泛用于居民家庭、学校、高档办公场所、酒店、商场、等各个领域的磁砖的防水美缝装饰。

5 结果讨论
聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水美缝胶是一种综合性能非常优越的材料,有弹性、耐污、耐磨、力学性能佳等各种综合性能,与环氧类材料相比,最突出的特点是耐候性好,不变色,可长期户外使用;另外该产品零VOC 排放,非常符合当前的低碳环保理念;比普通美缝材料具有更加广阔的应用前景,很好地填补了国内高档美缝材料市场空白。

6 结语
以飞扬自产新型结构的聚天门冬氨酸酯作为主体树脂研制而成的聚脲防水防水美缝胶,性能优异,与基材的附着力好,弹性好,耐污,耐磨,环保节能,可户外施工。既具防水功能,同时又是一种很好的装饰材料,是广大用户的首选材料。

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