一种聚氨酯改性环氧涂料及其制备方法技术

本申请涉及高分子材料领域，具体公开了一种聚氨酯改性环氧涂料及其制备方法，聚氨酯改性环氧涂料包括下列重量份物质：30～55份环氧树脂，10～15份聚酰胺树脂，15～25份丙二醇甲醚和30～40份基体聚合物树脂；所述基体聚合物树脂为聚氨酯丙烯酸酯经胺类化合物改性制备而成；本申请优化了改性环氧树脂采用的聚氨酯，采用聚氨酯丙烯酸酯并经胺类化合物进行改性后再对环氧树脂进行改性处理，采用聚氨酯丙烯酸酯具有很大的性能可调节性，单独和环氧树脂反应或者与其它环氧固化剂配合一起反应，使制备的聚氨酯改性环氧涂料各组分之间的分散性能和相容性能有效提高，从而改善了聚氨酯改性环氧涂料的稳定性能和均一性能。性环氧涂料的稳定性能和均一性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性环氧涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及涂料领域，更具体地说，它涉及一种聚氨酯改性环氧涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂是一种非常常用的化工合成材料，由于其固化范围广，使用方便、粘附力强、收缩性低等优点，在涂料领域也广泛应用环氧树脂。但是因为环氧树脂固化后的产物韧性往往较差，在涂料体系中，往往通过添加改性组分来改善涂膜脆性，增进韧性，提高树脂的冲击强度和延伸率。
[0003]在环氧涂料中，常用聚氨酯来改善性能，主要方法是冷拼法，即采用聚氨酯树脂直接和环氧树脂混合，通过聚氨酯树脂接枝到环氧树脂上作为侧链起到增塑作用，利用异氰酸酯预聚物和环氧树脂上羟基反应进行扩链，再加入固化剂固化，将异氰酸酯预聚物、环氧树脂、固化剂一起反应得到所需涂层的方案使现有改善环氧涂料性能的常用方案。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人简单采用冷拼法制备的改性环氧涂料，由于环氧树脂与聚氨酯树脂之间相容性不佳，结合性能差，无法有效形成均一稳定的涂料体系。

技术实现思路

[0005]为了克服聚氨酯改性环氧树脂涂料的稳定性和均匀性的缺陷，本申请提供一种聚氨酯改性环氧涂料及其制备方法，采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种聚氨酯改性环氧涂料，采用如下的技术方案：一种聚氨酯改性环氧涂料包括下列重量份物质：30～55份环氧树脂，10～15份聚酰胺树脂，15～25份丙二醇甲醚和30～40份基体聚合物树脂；所述基体聚合物树脂为聚氨酯丙烯酸酯经胺类化合物改性制备而成。
[0006]通过采用上述技术方案，由于本申请优化了改性环氧树脂采用的聚氨酯，采用聚氨酯丙烯酸酯并经胺类化合物进行改性后再对环氧树脂进行改性处理，由于本申请采用的聚氨酯丙烯酸酯具有很大的性能可调节性，这类含氨酯键的化合物单独和环氧树脂反应或者与其它环氧固化剂配合一起反应，得到的涂层性能具有很好的可调性，使制备的聚氨酯改性环氧涂料各组分之间的分散性能和相容性能有效提高，从而改善了聚氨酯改性环氧涂料的稳定性能和均一性能。
[0007]进一步地，所述聚氨酯改性环氧涂料包括下列重量份物质：环氧树脂46份、聚酰胺树脂12份、丙二醇甲醚20份和基体聚合物树脂35份。
[0008]通过采用上述技术方案，由于本申请优化了各组分的添加量，防止环氧树脂和基体聚合树脂之间的混合比例一致性不佳，导致最终制备的聚氨酯改性环氧涂料的稳定性能降低，通过优化各组分的含量，使最终制备的聚氨酯改性环氧涂料的稳定性能和均一性能有效提高。
[0009]进一步地，所述基体聚合物树脂采用以下方案制成：(1)按质量比3～10:10～20，
将稀释剂与聚氨酯丙烯酸酯混合，调节粘度为8500～12000cp，得混合液；(2)将混合液置于40～120℃在加热处理并收集加热混合液，按质量比1：9～15，将胺化合物滴加至加热混合液中，待滴加完成后，保温加热反应2～8h，静置冷却至室温，即可制备得所述基体聚合物树脂。
[0010]通过采用上述技术方案，由于本申请通过将稀释剂先调节聚氨酯丙烯酸酯的粘度，优化其粘度并使分子运动能力增强，提高了与胺化合物进行反应的速率，通过聚氨酯丙烯酸酯中存在的丙烯酰结构与胺化合物产生迈克尔加成反应，从而提高了反应物双键密度，可以消除氧阻聚的作用，加快反应速率，使制备的聚氨酯改性环氧涂料具有良好的稳定性能。
[0011]进一步地，所述稀释剂包括质量分数为0.01～1％的阻聚剂，所述阻聚剂为酚类阻聚剂或醌类阻聚剂中的任意一种。
[0012]通过采用上述技术方案，由于本申请在稀释剂中添加了阻聚剂为改性材料，同时优化了添加质量，一方面在稀释剂中添加阻聚剂，能有效减少体系双键自聚副反应的发生，另一方面，防止阻聚剂加入量过多会降低树脂活性，影响外观的现象，所以通过优化并控制阻聚剂的质量，改善树脂活性，同时阻聚剂的添加还能有效阻止双键热聚合，减少双键损失，防止暴聚，使制备的聚氨酯改性环氧涂料具有良好的使用性能和外观形态。
[0013]进一步地，所述稀释剂中的溶剂为醇类溶剂或醚类溶剂中的任意一种。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请优选醇类溶剂或醚类溶剂为稀释剂溶剂，改善传统活性稀释剂挥发性较高并且有较强的刺激作用的缺点，有效降低稀释剂溶剂的VOC，减少了对环境的污染，同时通过醇类溶剂和醚类溶剂有效调节了反应体系的浓度和挥发度，从而使改性反应更加均匀和完全。
[0015]进一步地，所述胺化合物为一乙胺、二乙胺、己二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、咪唑、甲基咪唑、苯基咪唑中的一种或多种的混合物。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请优化了胺化合物的种类，使优化后的胺化合物能与聚氨酯丙烯酸酯形成充分的迈克尔加成反应，从而既可提高聚氨酯的力学性能，又不易使聚氨酯发生黄变，通过引入胺化合物在涂料固化过程中可起到抑制氧阻聚的作用，从而提高聚氨酯固化速率。
[0017]第二方面，本申请提供了一种聚氨酯改性环氧涂料的制备方法，所述制备步骤包括：S1、按配方称量环氧树脂、聚酰胺树脂、丙二醇甲醚和基体聚合物树脂，先将环氧树脂与基体聚合物树脂再在低速搅拌速率下混合收集得预混液；S2、取预混液与聚酰胺树脂和丙二醇甲醚混合，在高速搅拌速率下分散10～15min，制备得聚氨酯改性环氧涂料。
[0018]通过采用上述技术方案，本申请采用环氧树脂与基体聚合物树脂预混合后，再与聚酰胺树脂和丙二醇甲醚二次混合的方案，改善传统一次性添加导致组分之间团聚且分散性能不佳的问题，有效改善了聚氨酯改性环氧涂料的分散性能，从而进一步改善了聚氨酯改性环氧涂料的稳定性和均一性。
[0019]进一步地，所述低速搅拌速率为300～500r/min，所述高速搅拌速率为800～ 1000r/min。
[0020]通过采用上述技术方案，本申请根据不同的添加组分采用不同搅拌速率，由于低速搅拌下材料混合均匀且彻底，使其不易发生团聚，高速搅拌使涂料整体性能稳定均一，从
而改善了聚氨酯改性环氧涂料的结构稳定性能。
[0021]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：第一、本申请优化了改性环氧树脂采用的聚氨酯，采用聚氨酯丙烯酸酯并经胺类化合物进行改性后再对环氧树脂进行改性处理，由于聚氨酯丙烯酸酯具有很大的性能可调节性，这类含氨酯键的化合物单独和环氧树脂反应或者与其它环氧固化剂配合一起反应，得到的涂层性能具有很好的可调性，使制备的聚氨酯改性环氧涂料各组分之间的分散性能和相容性能有效提高，从而改善了聚氨酯改性环氧涂料的稳定性能和均一性能。
[0022]第二、本申请通过将稀释剂先调节聚氨酯丙烯酸酯的粘度，优化其粘度并使分子运动能力增强，提高了与胺化合物进行反应的速率，通过聚氨酯丙烯酸酯中存在的丙烯酰结构与胺化合物产生迈克尔加成反应，从而提高了反应物双键密度，可以消除氧阻聚的作用，加快反应速率，使制备的聚氨酯改性环氧涂料具有良好的稳定性能。
[0023]第三、本申请在稀释剂中添加了阻聚剂为改性材料，同时优化了添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防腐蚀聚氨酯改性环氧树脂涂料，其特征在于，所述防腐蚀聚氨酯改性环氧树脂涂料包括A组分基体树脂和B组分固化剂，所述A组分基体树脂包括：45～50份环氧树脂；10～15份改性聚氨酯乳液；3～5份丙二醇丁醚；1～2份硅烷偶联剂；1～2份乳化剂；1～2份消泡剂；所述B组分固化剂包括：45～50份固化剂聚醚胺；10～15份促助剂；80～90份溶剂；所述改性聚氨酯乳液为大豆多元醇为基体制备的水性聚氨酯乳液。2.根据权利要求1所述的防腐蚀聚氨酯改性环氧树脂涂料，其特征在于，所述A组分基体树脂包括：47份环氧树脂；12份改性聚氨酯乳液；4份丙二醇丁醚；2份硅烷偶联剂；1份乳化剂；1份消泡剂；所述B组分固化剂包括：47份固化剂聚醚胺；12份促助剂；85份溶剂。3.根据权利要求1所述的防腐蚀聚氨酯改性环氧树脂涂料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液采用以下方案制成：（1）按重量份数计，分别称量10～15份大豆多元醇、10～15份聚环氧丙烷、20～30份4
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甲氧基苯酚、2～3份二羟甲基丙酸、15～20份异佛尔酮二异氰酸酯和0.4～0.6份DBTDL，先取大豆多元醇、聚环氧丙烷、4
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甲氧基苯酚、二羟甲基丙酸置于三口烧瓶中，保温搅拌后升温75～80℃，添加异佛尔酮二异氰酸酯和DBTDL，保温回流3～4h；（2）收集回流反...

【专利技术属性】
技术研发人员：施林生，陈增红，倪文，朱国洋，魏甜甜，王行超，管捷，
申请(专利权)人：常州市华菱新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：