CN107641414A - 聚氨酯改性环氧树脂复合涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其由以下重量份的原料组成：苯并恶嗪树脂40‑65份；聚氨酯改性环氧树脂15‑25份；水性固化剂8‑15份；α‑成核剂0.1‑0.5份；改性乙撑双脂肪酸酰胺0.01‑0.2份。本发明的涂料机械性能良好，能够满足对力学性能要求比较高的环境中使用。
Description
技术领域
本发明涉及复合涂料的技术领域，具体涉及一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂料。
背景技术
环氧树脂是一种热固性树脂，因具有优异的粘接性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性，而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合涂料基体等方面。由于纯环氧树脂具有较高的交联结构，因而存在耐疲劳性、韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求。
苯并恶嗪树脂是一种新型的酚醛树脂，相对分子质量偏小、粘度低、溶解性良好，因此其使用范围较广，但是单独使用苯并恶嗪树脂时，由于其固化后处理温度较高，为后续处理增加难度，而这一缺点的存在限制了应用的广泛适用性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，本发明的涂料能够为产品带来较好的机械性能，。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
提供一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其由以下重量份的原料组成：苯并恶嗪树脂40-65份；聚氨酯改性环氧树脂15-25份；水性固化剂8-15份；α-成核剂0.1-0.5份；改性乙撑双脂肪酸酰胺0.01-0.2份。
由于苯并恶嗪树脂是一种低粘度的环状单体分子，在良好溶解性的苯并恶嗪树脂中，聚氨酯改性环氧树脂内所包含的活性C-O-C基团、酰胺基团与很容易与环状单体分子的苯并恶嗪树脂组成相容成一相，而且聚氨酯改性的环氧树脂本身并没有破坏环氧树脂主体结构，使苯并恶嗪树脂在聚氨酯改性环氧树脂的协同下降低后处理温度和固化温度，后处理过程更容易发生，与其他物质的相互作用更强。
为了防止聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子组成的苯并恶嗪树脂相容相整体影响与两种物质其他成分之间的相容作用，作为超分散剂中的一种改性乙撑双脂肪酸酰胺作用于两者的相容相，与相容相之间产生较强的范德华作用力，增加聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子的苯并恶嗪树脂相容相与其他成分的相容性。
α-成核剂本身提高聚氨酯改性环氧树脂复合涂料的固化性能，α-成核剂的添加在整个成分中与改性乙撑双脂肪酸酰胺之间对聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子组成的苯并恶嗪树脂相容相的作用力相互平衡，在加入纳米TiO2时，α-成核剂的加入防止纳米TiO2因为纳米粒子之间的团聚而溶解性的降低，当α-成核剂与纳米TiO2较为稳定的与其他成分形成平衡体系时，保证聚氨酯改性环氧树脂复合涂料整体的机械性能。
作为优选，由以下重量份的原料组成时，聚氨酯改性环氧树脂复合涂料的性能较佳：苯并恶嗪树脂45-50份；聚氨酯改性环氧树脂18-25份；水性固化剂8-10份；α-成核剂0.3-0.5份；改性乙撑双脂肪酸酰胺0.01-0.05份。
作为优选，所述聚氨酯改性环氧树脂复合涂料中还包括纳米TiO2，所述纳米TiO2的质量份为1-3，配方中的纳米TiO2在改性乙撑双脂肪酸酰胺的作用下，聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子组成的苯并恶嗪树脂相容相的表面原子结构进一步发生重构，固化后进一步增加最终产品的机械性能。
作为优选，所述水溶性固化剂为水溶性聚酰胺固化剂。
作为优选，所述α-成核剂为有机磷酸盐类、山梨糖醇衍生物类中的一种或多种混合，进一步优选为二苯亚甲基山梨醇。
作为优选，所述聚氨酯改性环氧树脂复合涂料中还含有质量份为5-10的其他助剂，所述其他助剂包括成膜助剂、消泡剂、流平剂、润湿剂。
本发明的有益效果是：本发明的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料具有优异的机械性能，能够满足对力学性能要求比较高的环境中使用，而且因为纳米材料的添加，增加了其耐腐蚀性和长效屏蔽紫外线的功能；该复合涂料材料所成分简单，而且因为产品之间的整体相容性，使该复合涂料本身更不易散发有害物质，降低了可挥发性有机物(VOC)的释放，更具有环保优势；使用时固化时间更短，产品稳定性良好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
按照下表1中实施例1-12和对比例1-6的配方量称量原材料，将所称取的苯并恶嗪树脂、聚氨酯改性环氧树脂和水加入混合匀料机中，预混合10min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料中加入改性乙撑双脂肪酸酰胺和α-成核剂，继续混合30min，最后加入水性固化剂，混合20min。
表1各实施例中聚氨酯改性环氧树脂复合涂料的重量份
备注：单位kg，其中，每个实施例和对比例中水的含量为120kg。
对各个实施例和对比例制备的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，均匀涂覆在20μm的电泳涂膜上，聚氨酯改性环氧树脂复合涂料的涂覆厚度达15μm，在75℃条件下预热5min，再在利用喷涂装置喷涂清漆涂料，使得厚度达到35μm，在150℃下加热30min固化，冷却后进行结果验证试验，结果见表2。
表2验证试验结果
其中，抗压强度按照标准GB1041-2008大于等于900kg/cm2；弯曲强度按照GB9341-2008大于等于850kg/cm2。
不同时添加α-成核剂和改性乙撑双脂肪酸酰胺的对比例6效果均最差，添加改性乙撑双脂肪酸酰胺不添加α-成核剂的效果(对比例3)比添加α-成核剂而不添加改性乙撑双脂肪酸酰胺(对比例4)的力学性能好，这是因为改性乙撑双脂肪酸酰胺能够产生较强的范德华作用力，增加了聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子的苯并恶嗪树脂相容相与其他成分的相容性，而α-成核剂的添加更多的是在整个成分中与改性乙撑双脂肪酸酰胺之间对聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子组成的苯并恶嗪树脂相容相的作用力起到相互平衡的作用。
从各个配方比例结合实验效果得知，在配方中添加纳米TiO2，与改性乙撑双脂肪酸酰胺的共同作用下，聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子组成的苯并恶嗪树脂相容相的表面原子结构进一步发生重构，固化后进一步增加最终产品的机械性能。
比较实施例1-4与实施例5-6、实施例7-10与实施例11-12，可以明显看出，添加更多的水溶性聚酰胺并没有增效的作用，反而添加较少水溶性聚酰胺的实施例5-6、实施例11-12的技术效果更好，实施例1-4与实施例7-10的浓度对聚氨酯改性环氧树脂与环状单体分子的苯并恶嗪树脂相容相与其他成分的相容性协同增效作用较好，过多的水溶性聚酰胺反而降低协同作用之间的平衡。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：
3.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述聚氨酯改性环氧树脂复合涂料中还包括纳米TiO2，所述纳米TiO2的质量份为1-3。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述水溶性固化剂为水溶性聚酰胺固化剂。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述α-成核剂为有机磷酸盐类、山梨糖醇衍生物类、山梨醇类中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述聚氨酯改性环氧树脂复合涂料中还含有质量份为5-10的其他助剂，所述其他助剂包括成膜助剂、消泡剂、流平剂、润湿剂。
7.一种制备权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂料的方法，其特征在于：按配方量称取原料，首先，混合苯并恶嗪树脂与聚氨酯改性环氧树脂，加入水中，预混合10min，然后再加入改性乙撑双脂肪酸酰胺和α-成核剂，继续混合30min，最后加入水性固化剂，混合20min。
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