【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及天冬聚脲涂料，特别涉及基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料及其应用
技术介绍
1、脂肪族天冬聚脲涂料是一种新型的聚脲涂料，由于它主链上具有位阻胺结构和仲氨基活性基团，其涂料性能具有突出的耐老化、耐腐蚀、高光泽、高韧性、快速固化和易施工等特性，因此比传统意义上的芳香族聚脲涂料更适合在工业领域应用。近年来，天冬聚脲涂料的产品形式涵盖了溶剂型体系、高固含体系、无溶剂体系和水性体系，其应用范围涉及铁路车辆、轨道交通、桥梁钢构、汽车制造及修补、工程机械、集装箱、矿山机械和木器等领域。但尽管如此，天冬聚脲涂料的缺陷也是比较明显的，即它与基面(包括金属、橡塑等基面)的附着力明显低于丙烯酸酯和环氧等传统涂料。这主要原因是氨基基团的极性强、活性高导致的涂料表面张力高和固化速度快，从而影响了涂膜与基材的粘结性能。
2、天冬聚脲涂料附着力的缺陷，严重制约了它在一些特殊场合特别是低表面能材料上的应用。例如，高速动车三元乙丙(epdm)风挡橡胶和汽车聚丙烯(pp)保险杠都需要采用具有高耐老化性、高耐腐蚀性、高柔韧性和高抗冲击性等高性能的特殊涂料做防护层，这些就特别契合于天冬聚脲涂料的固有特性。但是这类epdm和pp材料都属于低表面能材料，在传统的涂装工艺中必须先涂布一种能提高附着力的底漆(pp水)，然后再施工中涂层和面涂层。尽管天冬聚脲涂料的性能可以做到将传统工艺中的中涂层和面涂层合二为一，但仍然需要依靠pp水底漆才能保证天冬聚脲涂层的附着力。
技术实现思路
1、专利技
2、本专利技术针对低表面能合成材料如epdm和pp，提供一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，从而可以将这种涂料直接涂敷在epdm和pp等低表面能基材上，而不再需要使用pp水底漆。同时还可以将传统的二道涂层(中涂层+面涂层)工艺简化为单道涂层(面涂层)工艺。
3、技术方案
4、本专利技术专利首先涉及一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料；本专利技术专利还涉及一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料的制备方法；本专利技术专利进一步涉及一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料在低表面能合成材料基面上的使用方法。
5、本专利技术专利首先涉及一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于构成ipn第一聚合物的是脂肪族聚脲交联物，构成ipn第二聚合物的是聚丙烯酸酯共聚物。
6、其中所述的构成ipn第一聚合物的脂肪族聚脲交联物是由：
7、1聚脲改性的聚天冬氨酸酯
8、2聚天冬氨酸酯
9、3异氰酸酯固化剂
10、交联而成。
11、其中聚脲改性的聚天冬氨酸酯具有如下结构(式1)：
12、
13、其中r1为c1-c6的脂肪链亚烷基、脂肪环亚烷基或它们的组合；r2为异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)、6亚甲基二异氰酸酯(hdi)或氢化mdi(hmdi)的亚烷基，r4为c10-c30的直链亚烷基；r3、r5为氢或c1-c8的烷基或酯基，它们可以相同或不同。
14、其中所述的构成ipn第二聚合物的聚丙烯酸酯共聚物是由：
15、1双丙酮丙烯酰胺daam，
16、2 丙烯酸羟基烷基酯
17、3 丙烯酸烷基酯
18、4 有机硼胺络合物引发剂
19、共聚而成。
20、本专利技术专利还涉及一种基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料的制备方法，其特征在于a组份(树脂组份)是由：
21、1聚脲改性的聚天冬氨酸酯
22、2聚天门冬氨酸酯
23、3双丙酮丙烯酰胺daam
24、4 丙烯酸羟基烷基酯
25、5 丙烯酸烷基酯
26、6 有机硼胺络合物引发剂
27、7 各涂料助剂
28、8 合适的稀释剂
29、所组成。
30、b组份(固化剂组份)是由：
31、1 异氰酸酯预聚体
32、2异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)
33、所组成。
34、所述的基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料的a组份中，聚脲改性聚天冬氨酸酯的制备特征在于两步法工艺，其中第一步由双官能团的氨基化合物和双官能团的脂肪族异氰酸酯缩合，先得到异氰酸酯封端的聚脲预聚体。第二步再由上述第一步得到的异氰酸酯封端的聚脲预聚体与聚天门冬氨酸酯树脂缩合，得到所述的聚脲改性的聚天冬氨酸酯。
35、所述的第一步中，双官能团氨基化合物可以是伯氨基封端的端氨基聚醚(如jeffamine d系列)，也可以是仲氨基封端的端氨基聚醚(如jeffamine sd系列)，包括但不限于分子量为200-3000的端氨基聚醚，其中优选的是分子量为400-1000的仲氨基化合物。
36、所述的双官能团脂肪族异氰酸酯包括但不限于异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)、6亚甲基二异氰酸酯(hdi)、氢化mdi(hmdi)、苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)，其中优选为ipdi和hmdi。
37、所述脂肪族异氰酸酯与所述的双官能团氨基化合物合成的当量比[nco]/[n]为2.05:1，优选为2.0:1。
38、所述双官能团氨基化合物与所述脂肪族异氰酸酯的缩合反应可以按现行聚氨酯
中常用的合成方法进行，如先在10-20℃的温度下将双官能团氨基化合物缓慢地滴加到脂肪族异氰酸酯中，保持温度反应1-2小时，然后升高温度至55-60℃继续反应，直至nco％值达到理论设计值，由此得到异氰酸酯封端的聚脲预聚体。
39、所述的第二步中，与上述第一步得到的异氰酸酯封端的聚脲预聚体进行缩合反应的聚天门冬氨酸酯树脂包括但不限于天冬聚脲
中常用的聚天门冬氨酸酯产品，如科思创的desmophen nh1420、nh1520等规格，也可以选用合适的多元胺和合适的不饱和化合物经由迈克尔加成工艺自行合成，如中国专利zl201910161998.6所报道的方法。
40、上述第一步得到的异氰酸酯封端的聚脲预聚体与所述聚天门冬氨酸酯树脂合成的当量比[nco]/[n]为1:1.05，优选为1:1。
41、在以下的叙述中，除非特别声明，否则各组份、成分的用量或百分比均以重量份计算。
42、所述第二步中异氰酸酯封端的聚脲预聚体与聚天门冬氨酸酯树脂的反应，可以不加催化剂，也可以添加合适的催化剂以加快反应速度。合适的催化剂包括但不限于辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、和新葵酸锌等。添加量为总反应组份的0.02-0.1％，优选0.05％。
43、所述第二步中异氰酸酯封端的聚脲预聚体前体物与聚天门冬氨酸酯树脂的反应，可以不加稀释剂，也可以添加合适的稀释剂以调节粘度。合适的稀释剂包括但不限于甲苯、二甲苯、四氢呋喃和醋酸丁酯等。添加量为总反应组份的5-30％，优选10-20％。
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1.基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，其包括A组份和B组分；
2.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，
4.根据权利要求4所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，所述的有机硼烷为三苯基硼烷、三乙基硼烷、三正丙基硼烷或三正丁基硼烷。
5.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，按重量百分比计，聚脲改性聚天冬氨酸酯的使用量占A组份的20-40％；聚天门冬氨酸酯树脂使用量占A组份的20-40％；双丙酮丙烯酰胺DAAM的使用量占A组份的15-35％，丙烯酸羟基烷基的使用量占A组份的5-20％；丙烯酸烷基酯的使用量占A组份的0-10％；有机硼烷中硼含量占A组份0.05-0.8％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的基于互穿聚合
8.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，其中A与B组份的重量比为1:0.5-0.4。
9.根据权利要求9所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，按氨基和NCO含量计，A与B组份的[NCO]/[N]＝1.15。
10.根据权利要求1-9所述的基于互穿聚合物网络IPN的双组份天冬聚脲涂料作为低表面能基材涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，其包括a组份和b组分；
2.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，
4.根据权利要求4所述的基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，所述的有机硼烷为三苯基硼烷、三乙基硼烷、三正丙基硼烷或三正丁基硼烷。
5.根据权利要求1所述的基于互穿聚合物网络ipn的双组份天冬聚脲涂料，其特征在于，按重量百分比计，聚脲改性聚天冬氨酸酯的使用量占a组份的20-40％；聚天门冬氨酸酯树脂使用量占a组份的20-40％；双丙酮丙烯酰胺daam的使用量占a组份的15-35％，丙烯酸羟基烷基的使用量占a组份的5-20％；丙烯酸烷基酯的使用量占a组份的0-10％；有机硼烷中硼含量占a组份0.05-0.8％...
【专利技术属性】
技术研发人员：郁维铭，康少敏，董燕，葛达森，
申请(专利权)人：南京维新高分子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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