一种聚氨酯增强环氧树脂光固化涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚氨酯增强环氧树脂光固化涂料的制备方法，属于化工涂料技术 领域。 技术背景
[0002] 环氧树脂漆膜具有附着力强、可加工性能强的特点，在涂料、胶黏剂及复合材料等 领域有广泛的应用，但环氧树脂同时也具有韧性不足、耐磨性和耐候性能较差的问题，这制 约了其更加广泛和深入的应用。聚氨酯材料本身具有优良的耐磨、耐候性能，利用聚氨酯对 环氧树脂进彳丁改性，可以提尚其性能。
[0003] 阳离子光固化反应具有固化速率快、漆膜体积收缩率低以及附着力强的特点， 利用聚氨酯光固化改性环氧的研究报道不多，在专利CN103602202A、CN103525265A、 CN10362731A、CN104497804A、CN104403554A中都报道了利用聚氨酯丙烯酸酯和环氧树脂丙 烯酸酯制备漆膜共混，通过光引发剂引发丙烯酸酯基聚合的报道；在专利CN103694861A中 报道了利用环氧基与聚醚制备柔性环氧树脂，环氧树脂与二异氰酸酯制备含有氨基甲酸酯 预聚体，然后利用光热混杂聚合的报道，虽然此法实施了环氧基与不饱和双键的混杂聚合， 但含有氨基甲酸酯的分子不是真正意义上的聚氨酯高聚物，对环氧涂层改性的效果有限。
[0004] 本发明首先制备聚氨酯预聚体，分子链上带有大量环氧基和丙烯酸酯基，在活性 稀释剂的条件下与环氧树脂进行共混改性，最后利用光固化反应一次性固化环氧基和不饱 和双键。相比目前的技术，本发明制备的漆膜具有更加优异的附着力、柔韧性、抗冲击性、耐 候性及耐磨性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有优良韧性、附着力、耐磨性能的快速光引发混杂 固化聚氨酯改性环氧涂料的制备方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明一种聚氨酯增强环氧树脂光固化涂料的制备方法，所 述的光固化涂料包括A、B两组分，制备方法的步骤如下：
[0007] ⑴聚乙二醇和二元异氰酸酯按1:1~1:2的摩尔比混合后，加入二元异氰酸酯质 量的0. 3%的二月桂酸二丁基锡，氮气保护下于60°C~80°C加热反应5~10h，然后加入环 氧丙醇和甲基丙烯酸羟乙酯，继续搅拌反应5h，得到聚氨酯改性体，其结构式可以是以下三 种：
[0008]
[0010] ⑵将100份质量的环氧树脂、10~50份质量的聚氨酯改性体、5~15份质量的环 氧活性稀释剂、5~15份质量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合均匀后，加入0. 1~0. 3份质 量的有机硅类流平剂和0. 1~0. 3份质量的聚硅氧烷类消泡剂，混合均匀后得到A组分。
[0011] ⑶将环氧树脂、环氧丙醇及环氧活性稀释剂总质量的2%~5%的环氧基阳离子 光固化剂、甲基丙烯酸羟乙酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯质量和的1%~3%的丙烯酸酯 基光固化剂，与混合溶剂混合均匀后得到B组分。
[0012] 所述的聚乙二醇其分子量可以是600、800、1000或1900。
[0013] 所述的二元异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯TDI或二苯基甲烷二异氰酸酯MDI。
[0014] 所述的环氧丙醇的加入量按摩尔比计，环氧丙醇与聚乙二醇的摩尔比为0.3~ 0. 6〇
[0015] 所述的甲基丙烯酸羟乙酯的加入量按摩尔比计，甲基丙烯酸羟乙酯与聚乙二醇摩 尔比为0.3~0.6。
[0016] 所述的环氧树脂为双酚A型，牌号可以是E-42、E-44或E-51。
[0017] 所述的环氧活性稀释剂可以是1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油 醚或3,4_环氧环己基甲酸:V-环氧环己烷基甲酯。
[0018] 所述的环氧基阳离子光固化剂可以是三氟化硼单乙胺、三苯基碘鑰盐、三苯基硫 鐵盐、八氣鹏鐵盐、勿酬基苯基鹏鐵盐、八氣铺酸盐，二芳基八氣憐酸硫鐵盐中的一种或几 种的混合物。
[0019] 所述的丙烯酸酯基光固化剂可以是1-羟基环己基苯基甲酮或2-羟基-2-甲 基-1-苯基-1-丙酮。
[0020] 所述的混合溶剂由二甲苯、正丁醇、环己酮组成，体积比分别为7 :2 :1。
[0021] 本发明的有益效果：
[0022] 本发明首先制备分子链上带有环氧基和丙烯酸酯基的聚氨酯改性体，与活性稀释 剂及环氧树脂具有良好的相容性，并且参与固化，聚氨酯均匀致密的分散于漆膜中，相比目 前的技术，本发明涂层制备更加便捷，漆膜具有更加优异的附着力、柔韧性、抗冲击性、耐候 性及耐磨性能。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明进一步详细的阐明，但本发明的内容不仅仅局限于下面 的实施例。
[0024] 实施例1
[0025] 取100g分子量为1000的聚乙二醇和26gTDI放置于反应瓶中，加入0.08g的二 月桂酸二丁基锡，氮气保护下于60°C加热反应8h，然后加入2. 3g环氧丙醇和3. 9g甲基丙 烯酸羟乙酯，继续搅拌反应5h，冷却。向反应瓶中加入270g环氧树脂E-44, 50gl，6-己二醇 二缩水甘油醚，30g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，流平剂、消泡剂各0. 3g，搅拌均匀。另取3. 5g 三氟化硼单乙胺、3. 5g三苯基碘鑰盐、0. 35g1-羟基环己基苯基甲酮溶解到9mL混合溶剂 中，加入到前面制备环氧树脂体系中，搅拌均匀后，刮涂制备漆膜，室温放置2h后紫外光固 化Imin得到漆膜。
[0026] 实施例2
[0027] 取60g分子量为600的聚乙二醇和17gTDI放置于反应瓶中，加入0. 05g的二月桂 酸二丁基锡，氮气保护下于60°C加热反应8h，然后加入3. 5g环氧丙醇和6g甲基丙烯酸羟 乙酯，继续搅拌反应5h，冷却。向反应瓶中加入200g环氧树脂E-44,10gl，6-己二醇二缩水 甘油醚，IOg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，流平剂、消泡剂各0. 3g，搅拌均匀。另取3.Og三氟 化硼单乙胺、2. 5g六氟锑酸盐、0. 30g1-羟基环己基苯基甲酮溶解到SmL混合溶剂中，加入 到前面制备环氧树脂体系中，搅拌均匀后，刮涂制备漆膜，室温放置2h后紫外光固化Imin 得到漆膜。
[0028] 实施例3
[0029] 取200g分子量为2000的聚乙二醇和50gMDI放置于反应瓶中，加入0? 15g的二 月桂酸二丁基锡，氮气保护下于80°C加