一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体为一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法，所述涂料包括A组分和B组分，A、B组分分别制备并独立储存。所述A组分包括异氰酸酯和/或异氰酸酯的多聚体；所述B组分物质包括20～75份有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂、5～35份填料、0.1～5份颜料、0.5～10份助剂、5～30份溶剂。本发明专利技术的涂料在聚天门冬氨酸酯树脂结构中引入有机硅单元和环氧单元，得到具有优异低温柔韧性、粘接强度、耐候性以及机械性能的新型聚脲涂料，本发明专利技术涂料的制备方法简单、可控性好、成本低，可批量制备，适宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，特别涉及一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法。
技术介绍
聚脲涂料是一种无污染的高性能环保材料，是近年来继高固体份涂料、水性涂料、光固化涂料和粉末涂料等环保型涂料之后开发出的一种新型材料，已广泛应用于材料防护领域。经过第一代芳香族聚脲涂料和第二代脂肪族聚脲后，第三代聚天门冬氨酸酯聚脲，将传统聚脲中的活性官能团伯胺基转换成仲胺基，在电子效应和位阻效应的共同作用下，聚天门冬氨酸酯中的反应活性大大降低，由于其特殊的分子结构而使凝胶时间可控，可用传统的喷涂方式，如空气喷涂、无气喷涂等进行施工。另外，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料具有优异的耐候性、表面流平性好、硬度高等性能，而在实际的应用中仍存在一定的缺陷，如低温柔韧性差、与基材的粘结性不好等。为了解决聚天门冬氨酸酯聚脲涂料存在的一些不足，中国专利文献CN106854428B提出了以氢化环氧树脂改性的聚天门冬氨酸酯树脂和HDI三聚体固化剂为主要成膜物质，采用片状防腐剂复合体系，提高漆膜致密性，改善漆膜的耐介质性和防腐性。该专利技术涉及的柔性聚脲重防腐涂料，为双组份体系，NCO指数为1.05～1.1，底面合一，固化速度快，拉伸强度高，具有一定的硬度和柔韧性，与基材附着力强，但低温柔韧性方面仍不足。中国专利文献CN107298930A提出了一种有机硅-聚脲自分层涂料，涂料包括有机硅改性聚氨酯固化剂组分制备和含硅树脂组分制备两个部分，利用有机硅树脂成分与聚脲基体材料在涂层固化过程中形成渐变“过渡层”，聚脲链段聚集于膜内层、有机硅链段聚集于膜外层，但该涂料涂膜需要采用多次涂覆才能达到涂膜厚度，施工缓慢，给实际应用过程中带来不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服聚天门冬氨酸酯聚脲涂料存在的低温柔韧性差、与基材的粘结性不好的问题，提出一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，通过在聚天门冬氨酸酯聚脲体系中引入有机硅单元和环氧单元进行改性，得到具有优异低温柔韧性、粘接强度、耐候性以及机械性能的新型聚脲涂料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其包括A组分和B组分，按照重量份数计，所述A组分物质组成：异氰酸酯和/或所述异氰酸酯的多聚体。所述B组分物质组成：20～75份有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂，5～35份填料、0.1～5份颜料、0.5～10份助剂、5～30份溶剂。本专利技术所述的一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，在聚天门冬氨酸酯树脂结构中引入了有机硅单元和环氧单元，使得涂料的性能在具有聚天门冬氨酸酯性能的同时又具有有机硅和环氧材料的部分性能，克服了聚天门冬氨酸酯树脂、有机硅树脂和环氧树脂在单独使用过程中各自存在的缺陷和不足，同时有机硅单元形成密度极高的分子层，表面能低，大大提高漆膜表面的耐水性、耐粘污等性能，使本专利技术的改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料具有更高的使用性能。作为本专利技术的优选方案，所述A组分中所述异氰酸酯的官能度为2～3。作为本专利技术的优选方案，所述A组分中所述异氰酸酯包括HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)等中任意一种；所述异氰酸酯的多聚体包括HDI三聚体、IPDI三聚体、MDI三聚体等中任意一种。优选的，所述异氰酸酯为拜耳公司DesmodurN3300或巴斯夫公司BasonatHI190B/S。作为本专利技术的优选方案，所述有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂按重量份数计由以下物料制备：10～50份多胺、5～35份马来酸酯、5～20份环氧树脂、5～20份硅烷偶联剂、5～20份多异氰酸酯、5～15份有机溶剂。作为本专利技术的优选方案，所述有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备包括以下步骤：(1)聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将多胺加入通保护气体的反应釜中，搅拌并升温至65～80℃，向反应釜中滴加马来酸酯，反应8～25h，冷却，得到聚天门冬氨酸酯树脂；预聚体的制备：将硅烷偶联剂和马来酸酯加入通保护气体的反应釜中，搅拌并升温至55～75℃，反应10～15h；再加入多异氰酸酯，保温60～70℃下反应1～4h，冷却，得到预聚体，将预聚体溶解于有机溶剂，备用；(2)将步骤(1)所得聚天门冬氨酸酯树脂、环氧树脂和有机溶剂加入通保护气体的反应釜中，混合均匀，边搅拌边滴加步骤(1)所得溶解于有机溶剂的预聚体，升温至65～80℃，反应2～6h，冷却，即得到有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂。作为本专利技术的优选方案，所述多胺包括脂肪族伯二胺或端氨基聚醚中任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述脂肪族伯二胺包括己二胺、IPDA(异佛尔酮二胺)、H12MDA(4,4′-二氨基二环己基甲烷)、MACM(双(4-二甲基氨基-环己基)甲烷)中任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述端氨基聚醚包括端氨基聚氧丙烯醚、端氨基聚氧乙烯醚、端氨基聚四甲撑醚中任意一种，官能度的范围在2～3之间，分子量范围为230～3000。作为本专利技术的优选方案，所述马来酸酯包括马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯中任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述硅烷偶联剂包括氨基官能团硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述多异氰酸酯包括IPDI三聚体、HDI三聚体和TDI(甲苯二异氰酸酯)三聚体中任意一种。作为本专利技术的优选方案，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂肪族缩水甘油胺类环氧树脂中任意一种，优选地，所述环氧树脂牌号为E20、E44、E51。作为本专利技术的优选方案，所述有机溶剂为酯类、酮类、苯类有机溶剂中的一种或多种，优选地，如乙酸丁酯、丙酮、苯、二甲苯等。作为本专利技术的优选方案，所述填料为碳酸钙、高岭土、玻璃鳞片、滑石粉、硅微粉、云母粉、硫酸钡中的一种或多种。优选地，填料为球形，粒径为50～1000目。作为本专利技术的优选方案，所述颜料为钛白粉、铁黑、炭黑、铁黄或铁红中的一种或几种。作为本专利技术的优选方案，所述助剂按重量份数计包括0.1～5份分散剂、0.1～5份消泡剂、0.1～5份流平剂和0.1～5份防沉剂。作为本专利技术的优选方案，所述分散剂为丙烯酸酯高分子型分散剂、多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂中的一种或几种，可实现对无机、有机颜填料的良好亲和，同时将无机、有机颜填料很好地分散。优选地，所述分散剂为BYK公司BYK-163。作为本专利技术的优选方案，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷类、烷基改性有机硅氧烷类、丙烯酸酯类、氟改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或几种；优选地，所述流平剂为荷兰EFKA公司EFKA3600、Eastman公司CAB381-0.1、CAB551-0.1。作为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其包括A组分和B组分，其特征在于，按照重量份数计，/n所述A组分物质组成：异氰酸酯和/或异氰酸酯的多聚体；/n所述B组分物质组成：20～75份有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂、5～35份填料、0.1～5份颜料、0.5～10份助剂、5～30份溶剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其包括A组分和B组分，其特征在于，按照重量份数计，
所述A组分物质组成：异氰酸酯和/或异氰酸酯的多聚体；
所述B组分物质组成：20～75份有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂、5～35份填料、0.1～5份颜料、0.5～10份助剂、5～30份溶剂。


2.根据权利要求1所述的改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其特征在于，所述异氰酸酯的官能度为2～3。


3.根据权利要求1所述的改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其特征在于，所述有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂按重量份数计由以下物料制备：10～50份多胺、5～35份马来酸酯、5～20份环氧树脂、5～20份硅烷偶联剂、5～20份多异氰酸酯、5～15份有机溶剂。


4.根据权利要求3所述的改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其特征在于，所述有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备包括以下步骤：
(1)聚天门冬氨酸酯树脂的制备：将多胺加入通保护气体的反应釜中，搅拌并升温至65～80℃，向反应釜中滴加马来酸酯，反应8～25h，冷却，得到聚天门冬氨酸酯树脂；
预聚体的制备：将硅烷偶联剂和马来酸酯加入通保护气体的反应釜中，搅拌并升温至55～75℃，反应10～15h；再加入多异氰酸酯，保温60～70℃下反应1～4h，冷却，得到预聚体，将预聚体溶解于有机溶剂，备用；
(2)将步骤(1)所得聚天门冬氨酸酯树脂、环氧树脂和有机溶剂加入通保护气体的反应釜中，混合均匀，边搅拌边滴加步骤(1)所得溶解于有机溶剂的预聚体，升温至65～80℃，反应2～6h，冷却，即得到有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂。


5.根据权利要求3所述的改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，其特征在于，所述多胺包括脂肪族伯二胺或端氨基聚醚中任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜锦，廖益均，文皓，吴晓莉，周理，
申请(专利权)人：四川君尚亚克力制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51