一种双组份抗涂鸦材料组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种双组份抗涂鸦材料组合物及其制备方法和应用，所述双组份抗涂鸦材料组合物包括A组分和B组分；所述A组分包括有机硅改性聚天冬氨酸酯，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯以聚硅氧烷链段为主链，以至少3个天冬氨酸酯基为侧链；所述B组分包括有机硅改性异氰酸酯；所述A组分中有机硅改性聚天冬氨酸酯和B组分中有机硅改性异氰酸酯的质量比为(22

【技术实现步骤摘要】
一种双组份抗涂鸦材料组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及抗涂鸦材料
，尤其涉及一种双组份抗涂鸦材料组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]抗涂鸦性能是高档涂料和皮革面层涂饰的高端需求之一。一般来说，抗涂鸦涂料可由以下两个基础材料得到：有机氟材料和有机硅材料，有机氟材料具有比有机硅材料更低的表面能，从理论上推测，有机氟材料可以更好地实现抗涂鸦效果。但是有机氟材料成本高昂，不利于商业化大规模推广。与有机氟材料相比，有机硅材料基础材料成本相对较低，产业链比较完善，采用有机硅材料作为抗涂鸦树脂的基础材料具有更广阔的前景。
[0003]在进行有机硅改性抗涂鸦材料的研发实践中发现，有机硅材料结晶度低，十万分子量的线性有机硅材料还是处于能流动的液体状态，用硫化工艺做出来的超高分子量的硅橡胶的强度也有限，而且有机硅材料表面能比较低，单纯的有机硅树脂比较难附着在其他基材表面。为了克服这些缺陷，我们做了大量的研究工作，最后我们发现氨基甲酸酯键和脲基甲酸酯键都是结晶性很强的强极性键，这个特性正好可以弥补有机硅材料的弱结晶性和低表面能缺点。其中，脲基甲酸酯键是由氨基和异氰酸酯基团反应生成，脲基甲酸酯键比氨基甲酸酯键具有更强的极性和强度，而且固化速度快，效率高，伯氨基和异氰酸酯基团在接触的瞬间，不需要加热，不需要催化剂就能发生反应。但是，这也带来了另一个难题，即氨基和异氰酸酯基团之间的反应速度太快，难以控制，可操作时间短。为了解决这个问题，国内外材料科学家和工程师们也做了大量研究工作。例如专利CN105992785A报道了用马来酸酯化合物与伯氨基反应后生成仲氨基的方法，该仲氨基在空间位阻作用下活性大大降低，它可以与异氰酸酯基团在常温下共存较长的时间，从而为高性能聚脲涂料的施工提供便利，将天门冬氨酸酯链段引入至有机硅链段中，不仅可以延长施工适用期，并且可以提高得到的涂层的综合性能。
[0004]目前，在其它应用领域中，已有较多关于有机硅/聚脲材料的报道。
[0005]CN112250868A公开了一种聚硅氧烷
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天冬树脂，其制备原料包括硅氧烷单体、封端剂、马来酸酯；其公开了上述聚硅氧烷
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天冬树脂的制备方法，包括以下步骤：S1.封端聚硅氧烷的制备：将硅氧烷单体与封端剂在催化剂作用下反应，得到封端聚硅氧烷；S2.聚硅氧烷
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天冬树脂的制备：将封端聚硅氧烷与马来酸酯混合反应，得到聚硅氧烷
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天冬树脂。但是其公开的有机硅/天冬氨酸酯材料应用于抗涂鸦涂料中时无法得到较好的抗涂鸦性能。CN103270087A和CN113354792A有类似的问题。这些现有技术均通过在聚天冬氨酸酯的侧链引入硅氧烷基团，提高涂层的防水性和强度。但是上述现有技术公开的有机硅/天冬氨酸酯材料应用于抗涂鸦涂料中时无法得到较好的抗涂鸦性能，并且在实践中我们发现有机硅/天冬氨酸酯与市场上常规的异氰酸酯三聚体固化剂混合后凝胶时间依然很短，一般不超过60分钟，这么短的安全操作时间远远不能满足应用现场要求。
[0006]CN111363460A公开了一种喷涂用环保免烘烤罩光清漆、制备方法及固化材料，其
公开了在固化剂组分中加入硅改性聚异氰酸酯来降低异氰酸酯与聚天冬氨酸酯之间的反应速度的方法，但是其公开的施工适用期仍较短，并且其公开的组分应用于皮革或者合成革基材上无法得到较好的抗涂鸦效果。
[0007]CN113861816A公开了一种有机硅改性PAE聚脲涂料，包括A组分和B组分，A组分中有机硅改性聚天门冬氨酸酯的制备方法为：将乙烯基醇或乙烯基环氧化合物与端含氢硅油反应得到官能化硅油；将官能化硅油与马来酸二烷基酯或马来酸酐反应得到马来酸二聚硅氧烷酯；将马来酸二聚硅氧烷酯与脂肪族二元伯胺反应即得；B组分中异氰酸酯硅油固化剂的制备方法为：将乙烯基二卤或多卤化合物与含氢硅油反应得到多卤化硅油；将多卤化硅油与邻苯二甲酰亚胺盐反应然后加热肼解得多氨基硅油；在多氨基硅油中滴加氯甲酸三氯甲酯并用白炽灯照射反应即得。但是将其应用于抗涂鸦涂料中，仍无法获得施工期长、抗涂鸦性能优异的涂层。
[0008]综上，开发一种具有较长的施工适用期、较佳的固化速度以及极佳的抗涂鸦性能的双组份抗涂鸦材料是至关重要的。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双组份抗涂鸦材料组合物及其制备方法和应用，所述的双组份抗涂鸦材料组合物得到抗涂鸦涂层，不仅具有优异的抗涂鸦性能，并且具有合适的安全操作时间和固化时间，可实现常温下自干，可满足应用现场的操作时间的要求和生产效率的要求，可广泛应用于皮革、合成革等材质上。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种双组份抗涂鸦材料组合物，所述双组份抗涂鸦材料组合物包括A组分和B组分；
[0012]所述A组分包括有机硅改性聚天冬氨酸酯，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯以聚硅氧烷链段为主链，以至少3个天冬氨酸酯基为侧链；
[0013]所述B组分包括有机硅改性异氰酸酯；
[0014]所述A组分中有机硅改性聚天冬氨酸酯和B组分中有机硅改性异氰酸酯的质量比为(22
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48)：(20.9
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40)，其中，22
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48可以为25、30、35、40、45等，20.9
‑
40可以为30、32、34、36、38等。
[0015]现有技术中，有机硅/聚天冬氨酸酯是以聚天冬氨酸酯链段为主链，并以硅氧烷链段为侧链。本专利技术中，所述结构的有机硅改性聚天冬氨酸酯，是以硅氧烷链段为核、天冬氨酸酯为外壳的梳型结构，这样的结构与B组分中作为固化剂的有机硅改性异氰酸酯混合后，安全操作时间可达8小时以上，不仅可以实现常温下固化交联，并且固化后可以得到固化更加充分、交联度更大、涂膜更致密的涂膜，得到的涂膜可以有效防止污渍的渗入，实现极佳的抗涂鸦性能。
[0016]本专利技术中，所述双组份指的是：所述A组分和B组分这两组成分分开包装，使用前再将两组分以特定的比例混合才能进行固化。
[0017]本专利技术中，所述“抗涂鸦”指的是通过涂层具有的斥水斥油，使涂鸦比如记号笔、油性笔等在涂层上涂画不上，以及涂层上的涂鸦容易被清除，且不会留下涂鸦痕迹。
[0018]本专利技术中，优选所述结构的有机硅改性聚天冬氨酸酯原因在于：仲氨基的基团数
量以及有机硅改性聚天冬氨酸酯的数均分子量是影响固化速度、涂膜性能等的主要因素。有机硅改性聚天冬氨酸酯分子量越大，仲氨基集团数量越多，固化速度越快、涂膜越致密，抗涂鸦性能也更佳，但是有机硅改性聚天冬氨酸酯分子量过大，仲氨基的基团数量过多，固化速度过快，则会造成安全操作时间过短，导致不能满足应用现场的要求，但是有机硅改性聚天冬氨酸酯分子量过低，则会导致涂膜的抗涂鸦性能不能满足要求。
[0019]优选地，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯的结构如式Ⅰ所示：
[0020][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双组份抗涂鸦材料组合物，其特征在于，所述双组份抗涂鸦材料组合物包括A组分和B组分；所述A组分包括有机硅改性聚天冬氨酸酯，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯以聚硅氧烷链段为主链，以至少3个天冬氨酸酯基为侧链；所述B组分包括有机硅改性异氰酸酯；所述A组分中有机硅改性聚天冬氨酸酯和B组分中有机硅改性异氰酸酯的质量比为(22
‑
50)：(20.9
‑
40.4)。2.根据权利要求1所述的双组份抗涂鸦材料组合物，其特征在于，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯的结构如式Ⅰ所示：其中，m为1
‑
300的整数；n为3
‑
300的整数；所述R1和R2各自独立地为C1
‑
C20的烷烃基；优选地，数量上m+n足以向聚硅氧烷链段提供300
‑
100000g/mol的数均分子量。3.根据权利要求1或2所述的双组份抗涂鸦材料组合物，其特征在于，所述有机硅改性异氰酸酯的官能度为2；优选地，所述有机硅改性异氰酸酯中的NCO含量为1
‑
6wt％；优选地，所述有机硅改性异氰酸酯的结构如式Ⅱ所示：其中，j和k各自独立地为1
‑
100的整数；
所述R3、R4和R5各自独立地为C1
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C20的烷烃基、C6
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C30的芳烃基中的任意一种；所述R6和R7各自独立地选自如下基团中的任意一种；其中，*为连接位点；优选地，数量上j+k足以向所述有机硅链段提供800～20000g/mol的数均分子量。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的双组份抗涂鸦材料组合物，其特征在于，所述有机硅改性聚天冬氨酸酯的反应原料包括：多氨基硅油、马来酸酯和任选地溶剂A；优选地，所述多氨基硅油和马来酸酯之间的质量比为(20
‑
40)：(2
‑
10)；优选地，所述多氨基硅油包括侧多氨基封端硅油。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的双组份抗涂鸦材料组合物，其特征在于，所述有机硅改性异氰酸酯的反应原料包括：羟基硅油、多异氰酸酯和任选的溶剂B；优选地，所述羟基硅油和多异氰酸酯之间的质量比为(19
‑
30)：(1.9
‑
10.4)；优选地，所述A组分还包括助剂和溶剂C；优选地，所述助剂包括催化剂、抗氧剂、分散剂或粉体中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述溶剂A、溶剂B和溶剂C的总量与有机硅改性天冬氨酸酯之间的质量比为(15
‑
40)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继印，孙东明，曾繁威，易达立，代菊红，
申请(专利权)人：广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：