一種聚氨酯增強環氧樹脂光固化涂料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚氨酯增強環氧樹脂光固化涂料的制備方法，屬于化工涂料技術 領域。 技術背景
[0002] 環氧樹脂漆膜具有附著力強、可加工性能強的特點，在涂料、膠黏劑及復合材料等 領域有廣泛的應用，但環氧樹脂同時也具有韌性不足、耐磨性和耐候性能較差的問題，這制 約了其更加廣泛和深入的應用。聚氨酯材料本身具有優良的耐磨、耐候性能，利用聚氨酯對 環氧樹脂進彳丁改性，可以提尚其性能。
[0003] 陽離子光固化反應具有固化速率快、漆膜體積收縮率低以及附著力強的特點， 利用聚氨酯光固化改性環氧的研究報道不多，在專利CN103602202A、CN103525265A、 CN10362731A、CN104497804A、CN104403554A中都報道了利用聚氨酯丙烯酸酯和環氧樹脂丙 烯酸酯制備漆膜共混，通過光引發劑引發丙烯酸酯基聚合的報道；在專利CN103694861A中 報道了利用環氧基與聚醚制備柔性環氧樹脂，環氧樹脂與二異氰酸酯制備含有氨基甲酸酯 預聚體，然后利用光熱混雜聚合的報道，雖然此法實施了環氧基與不飽和雙鍵的混雜聚合， 但含有氨基甲酸酯的分子不是真正意義上的聚氨酯高聚物，對環氧涂層改性的效果有限。
[0004] 本發明首先制備聚氨酯預聚體，分子鏈上帶有大量環氧基和丙烯酸酯基，在活性 稀釋劑的條件下與環氧樹脂進行共混改性，最后利用光固化反應一次性固化環氧基和不飽 和雙鍵。相比目前的技術，本發明制備的漆膜具有更加優異的附著力、柔韌性、抗沖擊性、耐 候性及耐磨性能。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種具有優良韌性、附著力、耐磨性能的快速光引發混雜 固化聚氨酯改性環氧涂料的制備方法。
[0006] 為了實現上述目的，本發明一種聚氨酯增強環氧樹脂光固化涂料的制備方法，所 述的光固化涂料包括A、B兩組分，制備方法的步驟如下：
[0007] ⑴聚乙二醇和二元異氰酸酯按1:1~1:2的摩爾比混合后，加入二元異氰酸酯質 量的0. 3%的二月桂酸二丁基錫，氮氣保護下于60°C~80°C加熱反應5~10h，然后加入環 氧丙醇和甲基丙烯酸羥乙酯，繼續攪拌反應5h，得到聚氨酯改性體，其結構式可以是以下三 種：
[0008]
[0010] ⑵將100份質量的環氧樹脂、10~50份質量的聚氨酯改性體、5~15份質量的環 氧活性稀釋劑、5~15份質量的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯混合均勻后，加入0. 1~0. 3份質 量的有機硅類流平劑和0. 1~0. 3份質量的聚硅氧烷類消泡劑，混合均勻后得到A組分。
[0011] ⑶將環氧樹脂、環氧丙醇及環氧活性稀釋劑總質量的2%~5%的環氧基陽離子 光固化劑、甲基丙烯酸羥乙酯與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯質量和的1%~3%的丙烯酸酯 基光固化劑，與混合溶劑混合均勻后得到B組分。
[0012] 所述的聚乙二醇其分子量可以是600、800、1000或1900。
[0013] 所述的二元異氰酸酯可以是甲苯二異氰酸酯TDI或二苯基甲烷二異氰酸酯MDI。
[0014] 所述的環氧丙醇的加入量按摩爾比計，環氧丙醇與聚乙二醇的摩爾比為0.3~ 0. 6〇
[0015] 所述的甲基丙烯酸羥乙酯的加入量按摩爾比計，甲基丙烯酸羥乙酯與聚乙二醇摩 爾比為0.3~0.6。
[0016] 所述的環氧樹脂為雙酚A型，牌號可以是E-42、E-44或E-51。
[0017] 所述的環氧活性稀釋劑可以是1，6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油 醚或3,4_環氧環己基甲酸:V-環氧環己烷基甲酯。
[0018] 所述的環氧基陽離子光固化劑可以是三氟化硼單乙胺、三苯基碘鑰鹽、三苯基硫 鐵鹽、八氣鵬鐵鹽、勿酬基苯基鵬鐵鹽、八氣鋪酸鹽，二芳基八氣憐酸硫鐵鹽中的一種或幾 種的混合物。
[0019] 所述的丙烯酸酯基光固化劑可以是1-羥基環己基苯基甲酮或2-羥基-2-甲 基-1-苯基-1-丙酮。
[0020] 所述的混合溶劑由二甲苯、正丁醇、環己酮組成，體積比分別為7 :2 :1。
[0021] 本發明的有益效果：
[0022] 本發明首先制備分子鏈上帶有環氧基和丙烯酸酯基的聚氨酯改性體，與活性稀釋 劑及環氧樹脂具有良好的相容性，并且參與固化，聚氨酯均勻致密的分散于漆膜中，相比目 前的技術，本發明涂層制備更加便捷，漆膜具有更加優異的附著力、柔韌性、抗沖擊性、耐候 性及耐磨性能。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例對本發明進一步詳細的闡明，但本發明的內容不僅僅局限于下面 的實施例。
[0024] 實施例1
[0025] 取100g分子量為1000的聚乙二醇和26gTDI放置于反應瓶中，加入0.08g的二 月桂酸二丁基錫，氮氣保護下于60°C加熱反應8h，然后加入2. 3g環氧丙醇和3. 9g甲基丙 烯酸羥乙酯，繼續攪拌反應5h，冷卻。向反應瓶中加入270g環氧樹脂E-44, 50gl，6-己二醇 二縮水甘油醚，30g三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，流平劑、消泡劑各0. 3g，攪拌均勻。另取3. 5g 三氟化硼單乙胺、3. 5g三苯基碘鑰鹽、0. 35g1-羥基環己基苯基甲酮溶解到9mL混合溶劑 中，加入到前面制備環氧樹脂體系中，攪拌均勻后，刮涂制備漆膜，室溫放置2h后紫外光固 化Imin得到漆膜。
[0026] 實施例2
[0027] 取60g分子量為600的聚乙二醇和17gTDI放置于反應瓶中，加入0. 05g的二月桂 酸二丁基錫，氮氣保護下于60°C加熱反應8h，然后加入3. 5g環氧丙醇和6g甲基丙烯酸羥 乙酯，繼續攪拌反應5h，冷卻。向反應瓶中加入200g環氧樹脂E-44,10gl，6-己二醇二縮水 甘油醚，IOg三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，流平劑、消泡劑各0. 3g，攪拌均勻。另取3.Og三氟 化硼單乙胺、2. 5g六氟銻酸鹽、0. 30g1-羥基環己基苯基甲酮溶解到SmL混合溶劑中，加入 到前面制備環氧樹脂體系中，攪拌均勻后，刮涂制備漆膜，室溫放置2h后紫外光固化Imin 得到漆膜。
[0028] 實施例3
[0029] 取200g分子量為2000的聚乙二醇和50gMDI放置于反應瓶中，加入0? 15g的二 月桂酸二丁基錫，氮氣保護下于80°C加