钙钛矿改性羟化丙烯酸、聚丙烯酸聚氨酯组合物及其制备方法及自修复汽车涂料技术

本发明专利技术提供了一种钙钛矿改性羟化丙烯酸，包括以下重量份的原料：60

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿改性羟化丙烯酸、聚丙烯酸聚氨酯组合物及其制备方法及自修复汽车涂料


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种钙钛矿改性羟化丙烯酸及其制备方法，以及含有该钙钛矿改性羟化丙烯酸的聚丙烯酸聚氨酯组合物及其制备方法和使用了该聚丙烯酸聚氨酯组合物的自修复汽车涂料。

技术介绍

[0002]具有延展性可自修复汽车涂料是目前汽车涂料领域极具市场前景的新型涂料，其具有缺损自延展性，达到自修复的目的，是未来新汽车涂料的主要发展方向。目前，汽车的可自修复漆主要以热塑性聚氨酯、金属隔热层和自修复涂层依次构成的多层结构，这种多层结构的可自修复漆的主要以隔热、阻燃和耐磨为主要特点，其自修复性能需要加热才能达到自修复效果。
[0003]然而，目前大部分可自修复漆均需要进行加热才能达到自修复目的，且三层漆膜的上漆比较繁琐，漆比较脆容易出现裂纹，增加成本，易受到恶劣环境侵蚀等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钙钛矿改性羟化丙烯酸及其制备方法，以及含有该钙钛矿改性羟化丙烯酸的聚丙烯酸聚氨酯组合物及其制备方法和使用了该聚丙烯酸聚氨酯组合物的自修复汽车涂料。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：第一方面，提供一种钙钛矿改性羟化丙烯酸，包括以下重量份的原料：60
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70份钙钛矿改性丙烯酸单体、20
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30份聚乙二醇、10
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20份聚四氢呋喃二醇；
[0006]所述钙钛矿改性丙烯酸单体包含钙钛矿和丙烯酸单体，所述钙钛矿和纳米丙烯酸单体的质量比为1:100；所述纳米钙钛矿的粒径为50
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120nm。
[0007]本专利技术提供的钙钛矿改性羟化丙烯酸，首先向将纳米钙钛矿与丙烯酸单体混合，再对钙钛矿改性丙烯酸单体进行羟化。纳米钙钛矿和丙烯酸单体的质量比会影响丙烯酸单体上结合钙钛矿的含量，质量比过大，纳米钙钛矿含量高，不利于后期的羟化处理；质量比过小，纳米钙钛矿含量少，起不到自修复的作用。
[0008]纳米钙钛矿以内嵌的形式对丙烯酸单体进行改性，而不是简单的混合，因此，钙钛矿改性羟化丙烯酸中钙钛矿的结构同样为内嵌结构。在聚丙烯酸聚氨酯组合物加入钙钛矿改性羟化丙烯酸，在磁场作用下聚丙烯酸聚氨酯组合物可以形成稳定的网络结构，当汽车涂料受到磨损或剐蹭时，汽车涂料中的钙钛矿纳米球可以在光子作用下吸引树脂分子，利用光照的光子能量促进钙钛矿纳米球的移动，与缺失分子间形成新的共价键，达到自修复的目的。
[0009]优选地，所述钙钛矿为钛酸钙、钛酸铁中的至少一种。
[0010]优选地，所述纳米钙钛矿的制备方法为：将钙钛矿加入球磨仪中，在震动频率为
20
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25Hz，球磨时间为40
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60min，球磨温度为20
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30℃的条件下球磨处理，得到纳米钙钛矿，纳米钙钛矿的粒径达到50
‑
120nm。
[0011]为了使制得的钙钛矿改性羟化丙烯酸用作聚丙烯酸聚氨酯组合物获得更好的自修复性能，本专利技术优选了钙钛矿改性丙烯酸单体的制备方法，通过超声的方法促进钙钛矿在丙烯酸单体中的分散。
[0012]作为本专利技术所述钙钛矿改性羟化丙烯酸的优选实施方式，所述钙钛矿改性丙烯酸单体的制备方法为：将纳米钙钛矿加入到丙烯酸单体中，混合均匀后，超声即得钙钛矿改性丙烯酸单体。
[0013]为了进一步提高钙钛矿在丙烯酸单体中的分散性，本专利技术优选了超声的条件。
[0014]作为本专利技术所述钙钛矿改性羟化丙烯酸的优选实施方式，所述超声的功率为600
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800W，超声的时间为15
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20min。
[0015]第二方面，提供了一种钙钛矿改性羟化丙烯酸的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中加入钙钛矿改性丙烯酸单体、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇，然后在等离子体条件下处理18
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20min，得到钙钛矿改性羟化丙烯酸；其中，等离子体条件为：等离子体腔内温度为20
‑
30℃，等离子体电子密度为500
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800/cm3。
[0016]在上述制备过程中，钙钛矿改性丙烯酸单体、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇在等离子体的作用下发生反应，使钙钛矿改性丙烯酸单体变成钙钛矿改性羟化丙烯酸。另外适当控制等离子体的条件，能够在一定程度上进一步控制反应进行的程度。
[0017]第三方面，提供一种聚丙烯酸聚氨酯组合物，所述聚丙烯酸聚氨酯组合物含有钙钛矿改性羟化丙烯酸。
[0018]在聚丙烯酸聚氨酯组合物中由于本专利技术的钙钛矿改性羟化丙烯酸的存在，利用钙钛矿改性羟化丙烯酸中具有的钙钛矿纳米球，从而使得聚丙烯酸聚氨酯组合物固化后，具有稳定的网络结构，受到磨损或剐蹭时，汽车涂料中的钙钛矿微球可以在光子作用下吸引树脂分子，利用光照的光子能量促进钙钛矿纳米微球的移动，与缺失分子间形成新的共价键，达到自修复的目的。
[0019]因此采用本专利技术的聚丙烯酸聚氨酯组合物的汽车涂料具有优异的抗划伤性能和自修复性能。
[0020]优选地，所述聚丙烯酸聚氨酯组合物，包含以下重量份的原料：60
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70份钙钛矿改性羟化丙烯酸、10
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20份氨基甲酸酯、10
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20份N,N
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二甲基甲酰胺、3
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6份VA
‑
044引发剂、1
‑
2份TPMS链转移剂。
[0021]在聚丙烯酸聚氨酯组合物的制备过程中，钙钛矿改性羟化丙烯酸和氨基甲酸酯共同决定了聚丙烯酸聚氨酯组合物成膜后的性能。钙钛矿改性羟化丙烯酸和氨基甲酸酯的含量高，聚丙烯酸聚氨酯组合物成膜后的性能会更好；钙钛矿改性羟化丙烯酸和氨基甲酸酯的含量低，聚丙烯酸聚氨酯组合物成膜后的性能可能没有很好的提高，因此，本专利技术对钙钛矿改性羟化丙烯酸和氨基甲酸酯的含量进行了选择，以期获得自修复性能更佳的丙烯酸聚氨酯组合物。
[0022]VA
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044引发剂的化学名称是偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，其是在偶氮腈类引发剂的分子上引入亲水性基团而得到，VA
‑
044引发剂引发效率高，其相对分子质量比较高、水溶性好、且残留体少。与无机过硫酸盐和其它水溶性引发剂相比较，VA
‑
044引发剂能进行平滑、
稳定、可控制的分解反应。TPMS链转移剂能够有效的使活性自由基在链增长过程中发生自由基转移，调整聚合物的分子量，从而达到控制聚合物聚合度的目的。
[0023]TPMS链转移剂用量过多，会使得引发剂的引发效率降低甚至不引发，导致体系中残留很多小分子单体，影响涂料的性能；当TPMS链转移剂用量太小时，会导致聚丙烯酸聚氨酯组合物粘度太大，造成施工困难。
[0024]通过使钙钛矿改性羟化丙烯酸、氨基甲酸酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、VA...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿改性羟化丙烯酸，其特征在于，包括以下重量份的原料：60
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70份钙钛矿改性丙烯酸单体、20
‑
30份聚乙二醇、10
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20份聚四氢呋喃二醇；所述钙钛矿改性丙烯酸单体包含纳米钙钛矿和丙烯酸单体，所述纳米钙钛矿和丙烯酸单体的质量比为1:100；所述纳米钙钛矿的粒径为50
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120nm。2.如权利要求1所述钙钛矿改性羟化丙烯酸，其特征在于，所述钙钛矿改性丙烯酸单体的制备方法为：将钙钛矿加入到丙烯酸单体中，混合均匀后，超声即得钙钛矿改性丙烯酸单体。3.如权利要求2所述钙钛矿改性羟化丙烯酸，其特征在于，所述超声的功率为600
‑
800W，超声的时间为15
‑
20min。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述钙钛矿改性羟化丙烯酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入钙钛矿改性丙烯酸单体、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇，然后在等离子体条件下处理18
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20min，得到钙钛矿改性羟化丙烯酸；其中，等离子体条件为：等离子体腔内温度为20
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30℃，等离子体电子密度为500
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800/cm3。5.一种聚丙烯酸聚氨酯组合物，其特征在于，含有权利要求1
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3任一项所述钙钛矿改性羟化丙烯酸。6.如权利要求5所述的聚丙烯酸聚氨酯组合物，其特征在于，包含以下重量份的原料：60
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70份钙钛矿改性羟化丙烯酸、10

【专利技术属性】
技术研发人员：郭逍遥，汤汉良，朴钟哲，郭伟杰，刘其平，赖浩城，罗晖，李桂琴，刘玉萍，温伟洪，
申请(专利权)人：清远华湾材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：