一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明专利技术在制备自修复高硬度水性聚氨酯涂层时，先将乙烯基三甲氧基硅烷自身反应后和双氧水反应制得环氧基多面有机硅，将环氧基多面有机硅和羧基化聚乙二醇、缩水甘油醚反应制得星形有机硅，将星形有机硅依次和2,6

【技术实现步骤摘要】
一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体为一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂层在使用的过程中，容易受到自然环境等外部因素的影响，使其内部容易产生裂纹和破损，从而影响涂层的性能(如拉伸强度、压缩性能等)，导致涂层报废无法正常使用。所以，自修复技术在20世纪80年代被提出来川，它是一种治愈涂层使涂层破坏后能再利用的方法。根据涂层实现自修复的机理可以分为外援型和本征型两种。在材料受到破坏时，外援型自修复弹性体中的微胶囊因受到外力作用而破裂，释放出单体在催化剂作用下再聚合实现材料自修复；而本征型自修复弹性体是利用非共价键对温度等外场作用的响应能力或特殊共价键的动态性质实现材料的自修复。
[0003]目前市场上的自修复涂料产品种类少，自修复效果较差，且很多种类在水环境中并没有良好的修复效果，因此在多种环境中使用的自修复涂层具有较大的研究意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述自修复高硬度水性聚氨酯涂层是由改性聚氨酯、改性星形有机硅、氯化铁、纯水和无水乙醇混合涂布后制得。
[0007]作为优化，所述改性聚氨酯是由新戊二醇、甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、六亚甲基二异氰酸酯和2
>‑
呋喃甲醇反应制得。
[0008]作为优化，所述改性星形有机硅是由星形有机硅依次和2,6
‑
氨基
‑4‑
羟基吡啶、6
‑
马来酰亚胺基己酸反应制得。
[0009]作为优化，所述星形有机硅是由乙烯基三甲氧基硅烷自身反应后和双氧水反应制得环氧基多面有机硅，将环氧基多面有机硅和羧基化聚乙二醇、缩水甘油醚反应制得。
[0010]作为优化，所述自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法包括以下制备步骤：
[0011](1)将环氧基多面有机硅、羧基化聚乙二醇、乙醇按质量比1：3：6～1：4：8混合均匀，在60～70℃，800～1000r/min搅拌反应3～4h，再加入环氧基多面有机硅质量0.3～0.5倍的缩水甘油醚，继续搅拌2～3h，冷却至1～5℃过滤，并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在
‑
10～
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1℃，5～10Pa干燥6～8h，制得星形有机硅；
[0012](2)将星形有机硅、2,6
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氨基
‑4‑
羟基吡啶、四氢呋喃按质量比1：1：15～1：2：20混合均匀，在0～5℃加入2,6
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二氨基
‑4‑
羟基吡啶质量0.01～0.03倍的三苯基膦和2,6
‑
二氨基
‑4‑
羟基吡啶质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～20℃，800～1000r/min搅
拌反应8～12h，再加入2,6
‑
二氨基
‑4‑
羟基吡啶质量2～3倍的6
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马来酰亚胺基己酸、2,6
‑
二氨基
‑4‑
羟基吡啶质量4～6倍的纯水和2,6
‑
二氨基
‑4‑
羟基吡啶质量0.01～0.03倍的碳化二亚胺，在20～30℃，800～1000r/min搅拌反应2～3h，过滤后用无水乙醇洗涤3～5次，
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10～
‑
1℃，5～10Pa干燥6～8h，制得改性星形有机硅；
[0013](3)将预聚体和聚丙二醇按质量比1：2～2：3混合均匀，再加入预聚体质量0.003～0.005倍的二月桂酸二丁基锡，在60～70℃，500～700r/min搅拌1～2h，再加入预聚体质量0.3～0.4倍的六亚甲基二异氰酸酯并升温至70～80℃继续反应1～2h，再加入预聚体按质量0.3～0.5倍的2
‑
呋喃甲醇溶液，在70～80℃，500～700r/min搅拌4～6h，在80～90℃，1～2kPa静置6～8h，制得改性聚氨酯；
[0014](4)将改性聚氨酯、改性星形有机硅、氯化铁、无水乙醇、纯水和流平剂按质量比60：20：2：5：15：0.5～75：30：3：8：25：1.5混合均匀，在60～70℃，500～700r/min搅拌8～10min后，以0.3～0.5g/cm3的量进行涂布，在60～70℃静置20～30min，再升温至90～100℃静置20～30min，冷却至室温后继续静置20～24h，用纯水擦洗3～5次后自然风干，制得自修复高硬度水性聚氨酯涂层。
[0015]作为优化，步骤(1)所述环氧基多面有机硅的制备方法为：将乙烯基三甲氧基硅烷、质量分数25～30％的盐酸和无水乙醇按质量比1：1：10～1：2：15混合均匀，在20～30℃，1500～2000r/min搅拌反应4～6h，冷却至1～5℃过滤，并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在60～70℃，5～10Pa干燥6～8h，制得乙烯基多面有机硅，将乙烯基多面有机硅和质量分数25～30％的双氧水按质量比1：4～1：6混合均匀，在30～40℃，800～1000r/min搅拌反应3～4h，在
‑
10～
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1℃，5～10Pa干燥6～8h，制备而成。
[0016]作为优化，步骤(1)所述羧基化聚乙二醇的制备方法为：将丁二酸酐和分子量为400～500的聚乙二醇按质量比1：3～1：4混合均匀，再70～80℃，3000～4000r/min搅拌3～4h，制备而成。
[0017]作为优化，步骤(3)所述预聚体的制备方法为：将新戊二醇和乙酸乙酯按质量1：1～1：2混合均匀，在氮气氛围中加入新戊二醇质量2～3倍的甲苯二异氰酸酯，并在10～30℃，300～500r/min搅拌10～15min，再升温至60～70℃，继续搅拌25～30min，再加入0.003～0.005倍的二月桂酸二丁基锡，保持温度搅拌条件不变继续反应2～3h，在20～30℃，1～2kPa静置6～8h，制备而成。
[0018]作为优化，步骤(3)所述2
‑
呋喃甲醇溶液是将2
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呋喃甲醇和乙酸乙酯按质量比1：2～1：3混合均匀配制而成。
[0019]作为优化，步骤(4)所述流平剂为丙烯酸树脂，脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种混合。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0021]本专利技术在制备自修复高硬度水性聚氨酯涂层时，将乙烯基三甲氧基硅烷自身反应后和双氧水反应制得环氧基多面有机硅，将环氧基多面有机硅和羧基化聚乙二醇、缩水甘油醚反应制得星形有机硅，将星形有机硅依次和2,6
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氨基
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羟基吡啶、6<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述自修复高硬度水性聚氨酯涂层是由改性聚氨酯、改性星形有机硅、氯化铁、纯水和无水乙醇混合涂布后制得。2.根据权利要求1所述的一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述改性聚氨酯是由新戊二醇、甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、六亚甲基二异氰酸酯和2
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呋喃甲醇反应制得。3.根据权利要求1所述的一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述改性星形有机硅是由星形有机硅依次和2,6
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氨基
‑4‑
羟基吡啶、6
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马来酰亚胺基己酸反应制得。4.根据权利要求3所述的一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述星形有机硅是由乙烯基三甲氧基硅烷自身反应后和双氧水反应制得环氧基多面有机硅，将环氧基多面有机硅和羧基化聚乙二醇、缩水甘油醚反应制得。5.根据权利要求1所述的一种自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述自修复高硬度水性聚氨酯涂层的制备方法包括以下制备步骤：(1)将环氧基多面有机硅、羧基化聚乙二醇、乙醇按质量比1：3：6～1：4：8混合均匀，在60～70℃，800～1000r/min搅拌反应3～4h，再加入环氧基多面有机硅质量0.3～0.5倍的缩水甘油醚，继续搅拌2～3h，冷却至1～5℃过滤，并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在
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1℃，5～10Pa干燥6～8h，制得星形有机硅；(2)将星形有机硅、2,6
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羟基吡啶、四氢呋喃按质量比1：1：15～1：2：20混合均匀，在0～5℃加入2,6
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羟基吡啶质量0.01～0.03倍的三苯基膦和2,6
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二氨基
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羟基吡啶质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～20℃，800～1000r/min搅拌反应8～12h，再加入2,6
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羟基吡啶质量2～3倍的6
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马来酰亚胺基己酸、2,6
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羟基吡啶质量4～6倍的纯水和2,6
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羟基吡啶质量0.01～0.03倍的碳化二亚胺，在20～30℃，800～1000r/min搅拌反应2～3h，过滤后用无水乙醇洗涤3～5次，
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1℃，5～10Pa干燥6～8h，制得改性星形有机硅；(3)将预聚体和聚丙二醇按质量比1：2～2：3混合均匀，再加入预聚体质量0.003～0.005倍的二月桂酸二丁基锡，在60～70...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少炜，
申请(专利权)人：杨少炜，
类型：发明
国别省市：