CN114479626A - 一种涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂料组合物，涉及涂料技术领域，涂料组合物包含A组分和B组分，A组分由二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体组成，B组分为固化剂，还可以包含其他组分，比如填料、颜料、助剂等。本发明通过化学方法将二氧化硅气凝胶接枝到异氰酸酯预聚体上，与固化剂发生固化反应生成聚脲，提高了聚脲涂层的耐高温、耐高低温循环冲击、附着力等性能。

Description

一种涂料组合物
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种涂料组合物。
背景技术
聚脲是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的一种弹性体，具有防腐、防水、耐磨等优异的性能。基于聚脲的特性已经开发出聚脲涂料，并且通过原料的改进或者配料的添加，进一步提升了聚脲涂料的性能，包括柔韧性、耐高温、防腐等性能更进一步提升。
二氧化硅气凝胶是一种新型材料，具有密度低、绝热性好、耐高温等特点，但由于其质脆，在应用中很容易发生粉末化。现有技术有报道采用二氧化硅气凝胶通过物理混合加入到聚脲涂料进一步提升其耐高低温、耐候性等。
发明内容
发明人发现，通过物理混合方法将二氧化硅气凝胶加入到聚脲涂料中虽然能提升其耐高低温、耐候性，但存在以下的问题，(1)二氧化硅气凝胶作为固体粉末与异氰酸酯预聚体混合时不容易均匀，(2)物理混合对于耐高低温、耐候等性能的提升有限。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种涂料组合物。
本发明的技术方案如下：
一种涂料组合物，包含A组分和B组分；
所述A组分由二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体和非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体组成；
所述B组分为含有-NH2和/或-NH-基团的固化剂。
优选的，所述A组分中-NCO摩尔数与所述B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.6-2:1。
优选的，所述非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体和所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体的重量比为0-2:1。
优选的，所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按以下方法步骤制备，
S1、甲基三甲氧基硅烷、含氨基三烷氧基硅烷和正硅酸烷基酯按摩尔比(0-1):(0.1-0.3):(1-5)进行水解缩合，获得第一湿凝胶；
S2、步骤S1获得的第一湿凝胶进行老化，获得第二湿凝胶；
S3、步骤S2获得的第二湿凝胶采用非质子极性有机溶剂进行置换，再加入异氰酸酯化合物，反应30min-48小时，除去所述极性有机溶剂，获得所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体。
更优选的，步骤S1中所述含氨基三烷氧基硅烷选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
更优选的，步骤S3中所述非质子极性有机溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环和环己酮中的至少一种。
更优选的，步骤S3中所述异氰酸酯化合物分子中含有至少两个-NCO基团，所述异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量不高于10％。
更优选的，步骤S3中所述异氰酸酯化合物中-NCO摩尔数与步骤S1中所述含氨基三烷氧基硅烷中氨基摩尔数的比例为3～10:1。
优选的，所述非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体选自聚醚型异氰酸酯预聚体和聚酯型异氰酸酯预聚体中的至少一种。
优选的，所述固化剂分子中-NH2基团加上-NH-基团的数量个数不低于2个。
本发明在制备二氧化硅湿凝胶时加入含氨基三烷氧基硅烷，既可以参与硅烷偶联剂的水解缩合，又可以促进硅烷偶联剂的缩合，使得获得的湿凝胶中硅氧烷三维网络结构的表面部分接枝氨基基团。氨基可以与加入的异氰酸酯发生缩合反应形成聚脲。本发明采用异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基团相对氨基过量的方法，使得缩合后获得的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体仍然拥有部分未反应的异氰酸酯基团，可以参与到后续的与B组分固化剂固化反应，形成二氧化硅气凝胶化学改性的聚脲涂料，提高了聚脲涂料的耐高低温、耐高低温循环冲击和附着力等性能。
异氰酸酯与氨基(二氧化硅湿凝胶中是伯氨基)的反应速率快、反应过程复杂，容易导致交联。本发明在试验中发现，采用本发明的二氧化硅湿凝胶，可能是由于二氧化硅湿凝胶中硅氧烷三维网络结构对于氨基的屏蔽作用以及湿凝胶结构中的纳米级多孔结构，导致氨基的反应活性较低，氨基与异氰酸酯能平稳进行反应，没有形成交联产物，也没有因为更靠近湿凝胶表面的氨基与先接触的异氰酸酯化合物反应导致湿凝胶的空隙变小致使剩余的异氰酸酯化合物难以渗透到湿凝胶的内部。
本发明的聚脲涂料固化后的结构类似二氧化硅气凝胶中硅氧烷三维网络结构与交联的聚脲结构形成互穿聚合物网络结构，同时由于二氧化硅湿凝胶中硅氧烷三维网络结构表面存在的氨基基团，二氧化硅气凝胶中硅氧烷三维网络结构与交联的聚脲结构也存在交联点。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体除了给予聚脲涂料密度降低、导热性能变差等性能，还可以明显提高聚脲涂料的耐高低温、耐高低温循环冲击、附着力等性能。
(2)本发明采用化学方法将二氧化硅气凝胶接枝到聚脲涂料中，具有更好的分散均匀性、稳定性，对于耐高低温、耐高低温循环冲击、附着力等性能比采用物理共混的方法提升的更多。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
本发明提出一种涂料组合物，包含A组分和B组分；
A组分由二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体和非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体组成；
B组分为含有-NH2和/或-NH-基团的固化剂。
本发明中，非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体是相对二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体，表示异氰酸酯预聚体中不包含二氧化硅气凝胶。
更进一步的，本发明的涂料组合物还可以包含填料、颜料、抗氧化剂、消泡剂、流平剂、稀释剂等，这些都为本领域技术人员所熟知。
在本发明一个优选的实施例中，A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.6-2:1。
在本发明一个优选的实施例中，非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体和二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体的重量比为0-2:1。本发明的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体既可以单独与固化剂进行固化反应获得聚脲涂层，也可以与非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体混合后再与固化剂进行固化反应获得聚脲涂层，具体可根据二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体中二氧化硅气凝胶的含量确定。
在本发明一个优选的实施例中，二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按以下方法步骤制备，
S1、甲基三甲氧基硅烷、含氨基三烷氧基硅烷和正硅酸烷基酯按摩尔比(0-1):(0.1-0.3):(1-5)进行水解缩合，获得第一湿凝胶；
S2、步骤S1获得的第一湿凝胶进行老化，获得第二湿凝胶；
S3、步骤S2获得的第二湿凝胶采用非质子极性有机溶剂进行置换，再加入异氰酸酯化合物，反应30min-48小时，除去所述极性有机溶剂，获得所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体。
在本发明一个更优选的实施例中，步骤S1中含氨基三烷氧基硅烷选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
在本发明一个更优选的实施例中，步骤S3中非质子极性有机溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环和环己酮中的至少一种。
在本发明一个更优选的实施例中，步骤S3中异氰酸酯化合物分子中含有至少两个-NCO基团，所述异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量不高于10％。进一步优选的，异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量不低于5％。异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量低于5％，-NCO基团活性较差，既影响与湿凝胶上氨基的反应，也最终影响与B组分固化剂的反应导致不利于聚脲涂料固化的性能；异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量高于10％，-NCO基团活性过高，与湿凝胶上的氨基反应可能会有交联的产物产生，导致剩余的异氰酸酯化合物不能渗透进湿凝胶的内部，影响二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体的获得。更具体的，异氰酸酯化合物可以选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或多次甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)与羟基封端聚醚或羟基封端聚酯的缩合反应产物。
在本发明一个更优选的实施例中，步骤S3中异氰酸酯化合物中-NCO摩尔数与步骤S1中所述含氨基三烷氧基硅烷中氨基(包括伯氨基和仲氨基)摩尔数的比例为3～10:1。
在本发明一个优选的实施例中，非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体选自聚醚型异氰酸酯预聚体和聚酯型异氰酸酯预聚体中的至少一种。
在本发明一个优选的实施例中，固化剂分子中-NH2基团加上-NH-基团的数量个数不低于2个。固化剂分子中-NH2基团加上-NH-基团的数量个数低于2个会影响固化效果，可能导致固化不完全，进而影响聚脲的性能。
更具体的，本发明中，含有-NH2基团的固化剂选自聚醚胺、对苯二胺、间苯二胺、甲基戊二胺、丁二胺、乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,6-己二胺、1,2-环己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等。含有-NH-基团的固化剂可以选自结构通式为R1NHR2的仲胺化合物，其中R1和R2独自的选自C1-C20的烷基或取代烷基，含有-NH-基团的固化剂或者也选自上述含有-NH2基团的固化剂与含有碳碳双键的烯烃类单体发生迈克尔加成的反应产物。含有碳碳双键的烯烃类单体可以选自醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、马来酸二烷基酯、富马酸二烷基酯等。
以下根据各实施例对本发明的技术方案更进一步进行描述和说明。如无特别指明，以下各实施例中所述份数为重量份数。
实施例1
甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯按摩尔比0.3:0.2:4在pH为3的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:100)下进行水解，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在60℃老化60小时，再用丙酮置换3次，浸泡入环己烷中，加入异氰酸酯化合物(由IPDI和PEG-200缩聚而成，-NCO含量为7.7wt％)(异氰酸酯化合物中-NCO基团与3-氨基丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为9:1)，反应16小时，过滤，滤出湿凝胶用乙酸乙酯清洗2次，真空干燥，获得二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体，标记为G-1，-NCO含量为4.1wt％。
实施例2
甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和正硅酸四甲酯按摩尔比0.1:0.25:5在pH为3的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:90)进行水解，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在70℃老化45小时，用乙酸乙酯置换3次，浸泡入环己烷中，加入异氰酸酯化合物(由PAPI和聚己二酸乙二醇酯-200缩聚而成，-NCO含量为8.1wt％)(异氰酸酯化合物中-NCO基团与3-氨基丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为5:1)，反应24小时，过滤，滤出湿凝胶用乙酸乙酯清洗2次，真空干燥，获得二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体，标记为G-2，-NCO含量为3.8wt％。
实施例3
N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸四乙酯按摩尔比0.13:4在pH为3.5的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:80)进行水解，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在70℃老化45小时，用四氢呋喃置换3次，浸泡入环己烷中，加入实施例2中的异氰酸酯化合物(异氰酸酯化合物中-NCO基团与N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为10:1)，反应40小时，过滤，滤出湿凝胶用乙酸乙酯清洗2次，真空干燥，获得二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体，标记为G-3，-NCO含量为4.3wt％。
实施例4
甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和正硅酸甲酯按摩尔比0.7:0.25:5在pH为3的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:50)进行水解，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在60℃老化60小时，用丙酮置换3次，浸泡入环己烷中，加入实施例1中的异氰酸酯化合物(异氰酸酯化合物中-NCO基团与3-氨基丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为4:1)，反应36小时，过滤，滤出湿凝胶用乙酸乙酯清洗2次，真空干燥，获得二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体，标记为G-4，-NCO含量为4.7wt％。
实施例5
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：PAPI和聚己二酸乙二醇酯-200缩聚而成，-NCO含量为6.9wt％；
固化剂：1,6-己二胺与富马酸二乙酯的加成产物和聚醚胺-800(其中800代表聚醚胺的相对分子质量)的组合物，加成产物和聚醚胺-800的摩尔比为3:1。
A组分由实施例1的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-1和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比1:1混合均匀而成；
B组分为固化剂；
将A组分和B组分按照A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2加-NH-摩尔数和的比例为1.2:1进行混合，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例6
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：PAPI和聚乙二醇-200缩聚而成，-NCO含量为7.0wt％；
固化剂：1,4-丁二胺与富马酸二乙酯的加成产物和聚醚胺-800的组合物，加成产物和聚醚胺-800的摩尔比为5:1。
A组分由实施例2的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-2和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比1:1.5混合均匀而成；
B组分为固化剂；
将A组分和B组分按照A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2加-NH-摩尔数和的比例为1:1进行混合，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例7
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：IPDI和聚乙二醇-200缩聚而成，-NCO含量为6.3wt％；
固化剂：1,4-丁二胺与富马酸二乙酯的加成产物、聚醚胺-800和甲基乙基胺的组合物，加成产物、甲基乙基胺和聚醚胺-800的摩尔比为3:1:1。
A组分由实施例3的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-3和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比1:2混合均匀而成；
B组分为固化剂；
将A组分和B组分按照A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.9:1进行混合，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例8
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：IPDI和聚己二酸乙二醇酯-200缩聚而成，-NCO含量为6.1wt％；
固化剂：1,6-己二胺与富马酸二乙酯的加成产物、聚醚胺-800和甲基乙基胺的组合物，加成产物、甲基乙基胺和聚醚胺-800的摩尔比为2:2:1。
A组分由实施例4的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-4组成；
B组分为固化剂；
将A组分和B组分按照A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为1.5:1进行混合，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例9
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：PAPI和聚己二酸乙二醇酯-200缩聚而成，-NCO含量为6.9wt％；
固化剂：1,6-己二胺与富马酸二乙酯的加成产物和聚醚胺-800(其中800代表聚醚胺的相对分子质量)的组合物，加成产物和聚醚胺-800的摩尔比为3:1。
A组分由实施例1的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-1和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比1:1混合均匀而成；
B组分为固化剂；
A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为1.6:1；
将A组分与平均粒径为1μm的硅微粉按照重量比10:3进行混合均匀，再加入B组分，混合均匀，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例10
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：IPDI和聚乙二醇-200缩聚而成，-NCO含量为6.3wt％；
固化剂：1,4-丁二胺与富马酸二乙酯的加成产物、聚醚胺-800和甲基乙基胺的组合物，加成产物、甲基乙基胺和聚醚胺-800的摩尔比为5:1:1。
A组分由实施例3的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-3和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比1:2混合均匀而成；
B组分为固化剂；
A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.9:1；
将A组分和平均粒径1μm的滑石粉按照重量比10:2进行混合均匀，再加入B组分混合均匀，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
实施例11
非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体：IPDI和聚己二酸乙二醇酯-200缩聚而成，-NCO含量为6.1wt％；
固化剂：1,6-己二胺与马来酸二乙酯的加成产物、聚醚胺-800和甲基乙基胺的组合物，加成产物、甲基乙基胺和聚醚胺-800的摩尔比为3:2:1。
A组分由实施例4的二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体G-4组成；
B组分为固化剂；
A组分中-NCO摩尔数与B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.9:1；
将A组分、平均粒径2.8μm硅微粉和酞青蓝按照重量比10:2.5:0.12进行混合均匀，再加入B组分混合均匀，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例1
甲基三甲氧基硅烷和正硅酸四乙酯按摩尔比1:8在pH为3的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:50)下进行水解，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在60℃老化60小时，再用丙酮置换3次，浸泡入三甲基氯硅烷的环己烷溶液(浓度为90g/L)中，过滤，滤出湿凝胶用无水乙醇清洗2次，真空干燥，获得二氧化硅气凝胶。
将上述二氧化硅气凝胶和实施例5中的非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比0.03:1混合均匀，再加入实施例5中固化剂(非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体中-NCO摩尔数与固化剂中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为1.2:1)混合均匀，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例2
对比例1中二氧化硅气凝胶和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体重量比改为0.08:1，其余步骤保持不变，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例3
甲基三甲氧基硅烷和正硅酸四乙酯按摩尔比1:8在pH为3的醇水(无水乙醇和去离子水体积比85:15)环境(硅烷偶联剂与无水乙醇的重量比为1:50)下进行水解，加入PEG-200(PEG-200与正硅酸乙酯的摩尔比为0.03:1)搅拌均匀，再加入氨水调节pH为8.5-9进行缩合，获得湿凝胶，在60℃老化60小时，再用丙酮置换3次，浸泡入三甲基氯硅烷的环己烷溶液(浓度为90g/L)中，过滤，滤出湿凝胶用无水乙醇清洗2次，真空干燥，获得亲水性二氧化硅气凝胶。
将上述亲水性二氧化硅气凝胶和实施例7中的非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按重量比0.03:1混合均匀，再加入实施例7中的固化剂(非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体中-NCO摩尔数与固化剂中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.9:1)混合均匀，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例4
对比例3中亲水性二氧化硅气凝胶和非二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体重量比改为0.08:1，其余步骤保持不变，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例5
对比例2中不加入二氧化硅气凝胶，其余步骤保持不变，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
对比例6
对比例4中不加入亲水性二氧化硅气凝胶，其余步骤保持不变，喷涂在洁净的铁片表面固化成厚度3±0.5mm的涂层。
耐热性测试：将实施例5-11和对比例1-6获得的涂层置于160℃环境下，观察涂层的变形时间，结果如表1所示。
表1涂层变形时间
Figure BDA0003489299910000131
Figure BDA0003489299910000141
由表1的结果可知，本发明的涂料组合物固化后相比物理混合二氧化硅气凝胶的聚脲涂料具有更高的耐热性。
高低温循环冲击测试：将实施例5-11和对比例1-6获得的涂层置于-30℃20分钟再置于90℃20分钟为一个循环，进行10个循环，观察结果。结果如表2所示。
表2高低温循环冲击结果
Figure BDA0003489299910000142
Figure BDA0003489299910000151
由表2的结果可知，本发明的涂料组合物固化后相比物理混合二氧化硅气凝胶的聚脲涂料具有更好的耐高低温循环冲击性能。
如上所述，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种涂料组合物，其特征在于，包含A组分和B组分；
所述A组分由二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体和非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体组成；
所述B组分为含有-NH2和/或-NH-基团的固化剂。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，所述A组分中-NCO摩尔数与所述B组分中-NH2和-NH-摩尔数和的比例为0.6-2:1。
3.根据权利要求1所述的涂料组合物，所述非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体和所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体的重量比为0-2:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的涂料组合物，所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体按以下方法步骤制备，
S1、甲基三甲氧基硅烷、含氨基三烷氧基硅烷和正硅酸烷基酯按摩尔比(0-1):(0.1-0.3):(1-5)进行水解缩合，获得第一湿凝胶；
S2、步骤S1获得的第一湿凝胶进行老化，获得第二湿凝胶；
S3、步骤S2获得的第二湿凝胶采用非质子极性有机溶剂进行置换，再加入异氰酸酯化合物，反应30min-48小时，除去所述极性有机溶剂，获得所述二氧化硅气凝胶改性异氰酸酯预聚体。
5.根据权利要求4所述的涂料组合物，步骤S1中所述含氨基三烷氧基硅烷选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的涂料组合物，步骤S3中所述非质子极性有机溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环和环己酮中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的涂料组合物，步骤S3中所述异氰酸酯化合物分子中含有至少两个-NCO基团，所述异氰酸酯化合物中-NCO基团的质量百分含量不高于10％。
8.根据权利要求4所述的涂料组合物，步骤S3中所述异氰酸酯化合物中-NCO摩尔数与步骤S1中所述含氨基三烷氧基硅烷中氨基摩尔数的比例为3～10:1。
9.根据权利要求1所述的涂料组合物，所述非二氧化硅气凝胶改性的异氰酸酯预聚体选自聚醚型异氰酸酯预聚体和聚酯型异氰酸酯预聚体中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的涂料组合物，所述固化剂分子中-NH2基团加上-NH-基团的数量个数不低于2个。
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