具有防静电功能的聚脲耐磨涂层材料及其制备方法 技术领域：
本发明涉及一种聚脲涂层材料及其制备方法。特别是一种具有防静电功能的聚脲耐磨涂层材料及其制备方法。
背景技术：
聚脲(简称SPUA)是一种新兴的防水耐磨材料，仅有十几年的发展历史。由异氰酸酯与低聚物二元醇或三元醇反应制得A组份；由端氨基聚醚、液态胺扩链剂、颜料、填料以及助剂组成B组份。A组份与B组份通过主机和喷枪进行喷涂或浇注聚脲弹性体。该工艺属快速反应喷涂体系，原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单，可方便地在立面、曲面上喷涂十几毫米厚的涂层而不流挂。SPUA技术全面突破了传统环保型涂装技术的局限。
目前，常用的防水材料主要包括：防水卷材、聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水材料、硅橡胶防水材料、有机和无机复合防水材料。但是它们普遍存在易老化开裂，强度不够，耐穿刺力低，固化速度过慢，对施工要求高，附着力不良，含有易挥发溶剂等问题；而市面上新兴的聚脲材料在应用中产生静电，会导致静电积聚而不能及时释放，引起电气设备或其它精密元器件产生事故。
聚脲材料应用于高铁表层混凝土保护，由于高铁在运行过程中，会产生高速气流，这种气流与表面附着材料进行高速摩擦，产生静电。聚脲材料应用于油罐表层保护，由于油品流动过程中磨擦产生静电。静电会集聚在表面层上，形成高电压，对以下方面产生损害：
1、维修上；
2、电气设备、储油设备；
3、运行高铁电子元器件；
4、基体长期电化学腐蚀；
5、积聚电荷，灰尘。
US 5504181，CN 101348556A和CN 101037587A等公开了制备喷涂聚脲弹建筑工程防水材料的方法。虽然以上方法制备的聚脲具有较好的防水性，柔顺性，较高的断裂伸长率，耐植物穿刺，耐老化性能等，但是都没有考虑聚脲产品在长期使用过程中会积聚电荷产生静电，静电对灵敏设备等造成损害。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种具有防静电功能的聚脲耐磨涂层材料。
本发明的目的之二在于提供该材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有防静电功能的聚脲耐磨涂层材料，为A、B双组份涂层材料，其特征在于所述的A组份的组成及重量份数为：
二异氰酸酯 51～60份， 聚醚多元醇 37～45份，
非挥发性的稀释剂 2～5份，
其中，所述的聚醚多元醇的羟值在10～300KOHmg/g，官能度为2～3；
所述的B组份的组成及重量份数为：
扩链剂 24～32份， 聚醚氨基树脂 52～59份，
非挥发性的稀释剂 4～7份， 活性填料 2～5份，
导电纤维 7～10份；
使用时将A组份和B组份按体积比1∶1喷成涂膜。
上述的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。
上述的聚醚多元醇为聚乙二元醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚或聚四氢呋喃醚二醇。
上述的非挥发性的稀释剂为：邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
上述的扩链剂是2，4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯、3，5-二甲硫基甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯二胺、二乙酰己二胺、4，4-双仲丁氨基二苯基甲烷中的至少一种。
上述的聚醚氨基树脂是数均分子量为2000～5000的胺封端聚醚树脂中的一种或两种。
上述的活性填料是活性氧化锌、活性氧化铝、活性氧化镁或活性分子筛。
上述的导电纤维为长度为1～2mm的金属短纤维浆。
一种制备上述的具有防静电功能的聚脲耐磨材料的方法，特征在于，该方法的具体步骤为：
a.组份A的制备方法具体为：将聚醚多元醇进行减压脱水至含水率《＝0.08％；冷却至75～85℃时搅拌加入二异氰酸酯，并保温3小时，搅拌下加入非挥发性的稀释剂，搅拌均匀后得到A组份；
b.制备B组份的具体步骤为：将扩链剂、聚醚氨基树脂、稀释剂、活性填料搅拌混合均匀后，加入导电纤维搅拌均匀，得到B组份。
本发明的具有防静电功能的聚脲耐磨材料中，根据需要还可加入助剂，例如流平剂、润湿剂、消泡剂、触变剂等。
在使用过程中，将本发明防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料的A组份和B组份按1∶1的体积比混合。通过高压动态撞击混合A组份和B组份来喷涂施工，喷涂设备可以使用美国Gusmer公司的H-3500或H-20/35主机和GX-7或GX-8喷枪，Glas-Craft公司的MX/MH主机和Probler喷枪，Graco公司的Hydra-Cat主机和Foam-Cat喷枪等。
本发明的优点和积极效果：
1、导电纤维的加入赋予防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料以导电性能，填补了国内空白；
2、本发明的防静电效果显著，表面电阻和体积电阻达到1×106～1×109Ω；
3、导电纤维是由金属短纤维预分散在树脂中形成的，聚脲固化成膜后，纤维能在体系中形成永久的电子通道，导电性能优异；
4、导电纤维均匀分散在体系中对聚脲材料的固有性能不构成影响；
5、本发明具有良好的施工性以及成膜后较好地表面效果和力学性能；
6、本发明具有良好的市场前景和经济效益。
具体实施方式：
实施例一：具体步骤如下：
一、防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料A组份的制备：将41份聚醚220抽入反应釜，升温至90℃左右(85℃～95℃)脱水1～2小时，当含水率达到0.08％以下时，停止脱水；冷却至80℃左右向反应釜中边搅拌边加入55份二苯基甲烷二异氰酸酯进行反应，反应温度控制80±5℃，保温3小时；然后降温至60℃向上述反应釜中边搅拌边加入4份邻苯二甲酸二异壬酯，15分钟后测NCO含量，由此制得A组份。
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料B组份制备工艺：
将17份3，-二乙基甲苯二胺、8份UOP公司的Unilink 4200、53份亨斯曼的端氨基聚醚D2000、4份亨斯曼的端氨基聚醚T5000、5份邻苯二甲酯二异壬酯、3份活性分子筛依次加入拉缸，搅拌均匀；继续向拉缸中加入1份流平剂和1份消泡剂，搅拌均匀；最后向拉缸中加入8份金属短纤维浆，搅拌均匀，由此制得B组份。
使用时将A组份和B组份按体积比1∶1通过喷涂设备喷成涂膜，该膜的表面电阻为2×105、体积电阻为7×107Ω，其他力学性能符合国标GB/T 23446-2009。
实施例二：具体步骤如下：
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料A组份的制备：将42份聚醚220抽入反应釜，升温至90℃左右(85℃～95℃)脱水1～2小时，当含水率达到0.08％以下时，停止脱水；冷却至80℃左右向反应釜中边搅拌边加入54份六亚甲基二异氰酸酯进行反应，反应温度控制80±5℃，保温3小时；然后降温至60℃向上述反应釜中边搅拌边加入4份邻苯二甲酸二丁酯，15分钟后测NCO含量，由此制得A组份。
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料B组份制备工艺：
将25份3，5-二乙基甲苯二胺、56份亨斯曼的端氨基聚醚D2000、5份邻苯二甲酸二丁酯、3份活性分子筛依次加入拉缸，搅拌均匀；继续向拉缸中加入1份流平剂和1份消泡剂，搅拌均匀；最后向拉缸中加入9份金属短纤维浆，搅拌均匀，由此制得B组份。
使用时将A组份和B组份按体积比1∶1通过喷涂设备喷成涂膜，该膜的表面电阻为1×107、体积电阻为7×108Ω，其他力学性能符合国标GB/T 23446-2009。
实施例3：
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料A组份的制备：
将41份聚醚220抽入反应釜，升温至90℃左右(85℃～95℃)脱水1～2小时，当含水率达到0.08％以下时，停止脱水；冷却至80℃左右向反应釜中边搅拌边加入55份二苯基甲烷二异氰酸酯进行反应，反应温度控制80±5℃，保温3小时；然后降温至60℃向上述反应釜中边搅拌边加入4份邻苯二甲酸二异壬酯，15分钟后测NCO含量，由此制得A组份。
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料B组份制备工艺：
将18份3，5-二乙基甲苯二胺、8份UOP公司的Unilink 4200、4份二乙酰己二胺、52份亨斯曼的端氨基聚醚D2000、5份邻苯二甲酯二异壬酯、3份活性分子筛依次加入拉缸，搅拌均匀；继续向拉缸中加入1份流平剂和1份消泡剂，搅拌均匀；最后向拉缸中加入8份金属短纤维浆，搅拌均匀，由此制得B组份。
使用时将A组份和B组份按体积比1∶1通过喷涂设备喷成涂膜，该膜的表面电阻为9×106、体积电阻为2×108Ω，其他力学性能符合国标GB/T 23446-2009。
实施例4：
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料A组份的制备：
将42份聚醚220抽入反应釜，升温至90℃左右(85℃～95℃)脱水1～2小时，当含水率达到0.08％以下时，停止脱水；冷却至80℃左右向反应釜中边搅拌边加入54份二苯基甲烷二异氰酸酯进行反应，反应温度控制80±5℃，保温3小时；然后降温至60℃向上述反应釜中边搅拌边加入4份邻苯二甲酸二异壬酯，15分钟后测NCO含量，由此制得A组份。
防静电型喷涂聚脲防水耐磨材料B组份制备工艺：
将16份3，5-二乙基甲苯二胺、8份UOP公司的Unilink 4200、54份亨斯曼的端氨基聚醚D2000、3份亨斯曼的端氨基聚醚T5000、5份邻苯二甲酯二异壬酯、3份活性分子筛依次加入拉缸，搅拌均匀；继续向拉缸中加入1份流平剂和1份消泡剂，搅拌均匀；最后向拉缸中加入9份金属短纤维浆，搅拌均匀，由此制得B组份。
使用时将A组份和B组份按体积比1∶1通过喷涂设备喷成涂膜，该膜的表面电阻为7×106、体积电阻为6×107Ω，其他力学性能符合国标GB/T 23446-2009。