CN117210118A - 一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层及其制备方法，包括以下重量份数的制备原料：聚多元醇16～20份、交联剂0.5～2份、异氰酸酯6～8份、流平剂0.1～0.2份、润湿剂0.05～0.2份、抗氧化剂0.2～0.4份、紫外助剂0.3～0.4份、光稳定剂0.3～0.4份、爽滑剂0.1～0.15份、催化剂0.01～0.03份、溶剂70～75份；所述交联剂为环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。本发明中制备的聚氨酯涂层在具备低辐射强度的同时，其耐磨性能、透光率、雾度及力学强度等其他性能也处于测试标准内较高水平，是综合性较强的功性性防护涂层。本发明还提供了一种上述聚氨酯涂层的应用。
Description
技术领域
本发明属于有机涂层技术领域，尤其涉及一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层、其制备方法及应用。
背景技术
战机座舱盖主要由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)材料制成，在8～14μm的大气窗口波段内存在较高热辐射强度，随着探测技术的不断发展，极易被探测设备所捕捉，影响战机安全。目前普遍采用在座舱盖表面溅射ITO等半导体膜层的方式，来降低辐射强度。但受制于座舱盖基材较差的耐磨性能，在复杂的飞行环境中，如沙漠，戈壁等风沙地区，半导体膜层极易受到侵蚀磨损，导致座舱盖雾度增加，辐射强度升高，威胁飞行安全。需要在其上涂覆涂层进行保护，而常规涂层辐射强度高，无法满足使用需求。
聚氨酯弹性体是一种分子主链含有氨酯(-NH-COO-)基特征基团的嵌段共聚物，由作为软段的低聚物多元醇和作为硬段的多异氰酸酯与扩链剂通过化学反应交替连接而构成。特殊的微相分离和软硬两相结构，赋予了聚氨酯弹性体模量可灵活调节的优异性质。20世纪50年代后这种材料被应用于民用和军用飞机的座舱盖，风挡等部位。
现有的低辐射强度聚氨酯涂层的力学性能都很难达到要求，而满足物理力学性能要求的成膜物质其辐射强度偏高。如在方案CN102732145A和CN114773975A中均采用添加填料和改变涂层工艺的方法来获得较低辐射率涂层，但该方法难以应用到光学级聚氨酯涂层中。因此，开发出一种在保证低辐射强度的同时保持高力学强度的聚氨酯透明涂料是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层、其制备方法及应用，本发明中的聚氨酯涂层能够在保证低辐射强度(8-14um波段内)的同时，有效提高涂层的力学性能，同时兼备高透光性和较强的附着力。
本发明提供一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层，包括以下重量份数的制备原料：
聚多元醇16～20重量份、交联剂0.5～2重量份、异氰酸酯6～8重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、抗氧化剂0.2～0.4重量份、紫外助剂0.3～0.4重量份、光稳定剂0.3～0.4重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.03重量份、溶剂70～75重量份；
所述交联剂由环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。
优选的，所述环氧环己烷的重量份数为70～75份，异丙醇胺的重量份数为25～30份。
优选的，所述环氧环己烷与异丙醇胺反应的温度为135～150℃；反应的时间为6～8小时。
优选的，所述聚多元醇为聚烯烃多元醇；所述聚多元醇的分子量为1000～3000g/mol。
优选的，所述异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种或几种。
优选的，所述流平剂为短链氟碳改性聚合物流平剂、短链氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂和改性硅烷类流平剂中的一种或几种；
所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类润湿剂；
所述光稳定剂为光稳定剂770；
所述抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂168和抗氧化剂1010中的一种或几种；
所述紫外助剂为紫外助剂531；
所述爽滑剂为有机硅类爽滑剂；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述溶剂为环己酮、二氧六环和二甲苯中的一种或几种。
本发明提供如上文所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚多元醇在真空条件下进行脱水；
B)将脱水后的聚多元醇、交联剂、异氰酸酯、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外助剂、爽滑剂、催化剂和溶剂搅拌混合，得到聚氨酯涂料；
C)将聚氨酯涂料涂覆后固化，得到低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层。
优选的，所述步骤A)中真空脱水的温度为100～140℃；真空脱水的时间为1～3小时。
优选的，所述步骤C)中固化的温度为50～70℃；固化的时间为6～10小时。
本发明提供如上文所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层在飞机防护涂层中的应用。
本发明提供了一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层，包括以下重量份数的制备原料：聚多元醇16～20重量份、交联剂0.5～2重量份、异氰酸酯6～8重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、抗氧化剂0.2～0.4重量份、紫外助剂0.3～0.4重量份、光稳定剂0.3～0.4重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.03重量份、溶剂70～75重量份；所述交联剂为环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。本发明开发了一种新交联剂MIPA-CHO，环氧环己烷中的环氧基团与异丙醇胺中的氨基开环反应，所合成的交联剂具有三个仲羟基，与-NCO反应形成三维网状结构。通过CHO向聚氨酯分子链中引入了更多的刚性环状结构，提高了涂层的拉伸强度和模量。同时，使用三官能团的异氰酸酯异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，增加了交联密度，使分子内聚能上升。在二者的双重作用下，涂层的力学性能得到了有效的提升。此外，由于氨基甲酸酯等高辐射基团密度保持稳定，在提升了涂层力学性能的同时，保证了低辐射强度，从而延长了功性性聚氨酯涂层的使用寿命。实验数据表明，本发明中制备的聚氨酯涂层在具备低辐射强度的同时，其耐磨性能、透光率、雾度及力学强度等其他性能也处于测试标准内较高水平，是综合性较强的功性性防护涂层。
具体实施方式
本发明提供了一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层，包括以下重量份数的制备原料：
聚多元醇16～20重量份、交联剂0.5～2重量份、异氰酸酯6～8重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、抗氧化剂0.2～0.4重量份、紫外助剂0.3～0.4重量份、光稳定剂0.3～0.4重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.03重量份、溶剂70～75重量份；
所述交联剂由环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。
在本发明中，所述聚多元醇优选为聚烯烃多元醇，更优选为不同分子量的聚烯烃多元醇的组合，所述聚多元醇的分子量范围优选在1000～3000g/mol，具体的，在本发明的实施例中，可以使用分子量为3000g/mol的聚丁二烯多元醇和分子量为1000/mol的聚丁二烯多元醇，具体的，在本发明的实施例中，所述分子量为3000g/mol的聚丁二烯多元醇和分子量为1000/mol的聚丁二烯多元醇的质量比优选为(4～5)：1。
所述聚多元醇的重量分数优选为16～20份，如16份，17份，18份，19份，20份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中，所述交联剂的重量份数优选为0.5～2份，更优选为1～1.5份，如0.5份，1份，1.5份，2份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述交联剂优选为由环氧环己烷与异丙醇胺反应得到的化合物，如式I所示，在本发明中，以环氧环己烷和异丙醇胺的总重量为100份计算，所述环氧环己烷的重量份数优选为70～75份，如70份，71份，72份，73份，74份，75份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值，所述异丙醇胺的重量份数优选为25～30份，如25份，26份，27份，28份，29份，30份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中，所述环氧环己烷与异丙醇胺反应的温度优选为135～150℃，更优选为140～145℃，如135℃，136℃，137℃，138℃，139℃，140℃，141℃，142℃，143℃，144℃，145℃，146℃，147℃，148℃，149℃，150℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述反应的时间优选为6～8小时，更优选为7～8小时。
在本发明中，所述交联剂的重量份数优选为1～2份，如1份，1.1份，1.2份，1.3份，1.4份，1.5份，1.6份，1.7份，1.8份，1.9份，2份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中，所述异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种或几种；所述异氰酸酯的重量份数优选为6～8份，如6份，7份，8份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
本发明优选使用异佛尔酮二异氰酸酯三聚体来提高交联密度，4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯三聚体联用能够同时提高涂层的强度和韧性，六亚甲基二异氰酸酯三聚体在本发明的工艺中反应速率过快，优选少量使用或者与异佛尔酮二异氰酸酯三聚体联用。
所述流平剂优选为短链氟碳改性聚合物流平剂、短链氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂和改性硅烷类流平剂中的一种或几种；所述流平剂的重量份数优选为0.1～0.2份，如0.1份，0.11份，0.12份，0.13份，0.14份，0.15份，0.16份，0.17份，0.18份，0.19份，0.2份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类润湿剂；所述润湿剂的重量份数优选为0.05～0.2份，如0.05份，0.06份，0.07份，0.08份，0.09份，0.1份，0.11份，0.12份，0.13份，0.14份，0.15份，0.16份，0.17份，0.18份，0.19份，0.2份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述光稳定剂优选为光稳定剂770，所述光稳定剂的重量根数优选为0.3～0.4份。
所述抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂168和抗氧化剂1010中的一种或几种；所述抗氧化剂的重量份数优选为0.2～0.4份，如0.2份、0.3份、0.4份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述紫外助剂优选为紫外助剂531；所述紫外助剂的重量份数优选为0.3～0.4份。
所述爽滑剂为有机硅类爽滑剂；所述爽滑剂优选为0.1～0.15份，如0.1份，0.11份，0.12份，0.13份，0.14份，0.15份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述催化剂的重量份数优选为0.01～0.03份，如0.01份，0.02份，0.03份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述溶剂为环己酮、二氧六环和二甲苯中的一种或几种；所述溶剂的重量份数优选为70～75份，如70份，71份，72份，73份，74份，75份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
本发明还提供了一种如权利要求1所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚多元醇在真空条件下进行脱水；
B)将脱水后的聚多元醇、交联剂、异氰酸酯、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外助剂、爽滑剂、催化剂和溶剂搅拌混合，得到聚氨酯涂料；
C)将聚氨酯涂料涂覆后固化，得到低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层。
在本发明中，所述聚多元醇、交联剂、异氰酸酯、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、爽滑剂、催化剂和溶剂的种类和用量与上文所述的聚多元醇、交联剂、异氰酸酯、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、爽滑剂、催化剂和溶剂的种类和用量一致，本发明在此不再赘述。
在本发明中，真空脱水的温度优选为100～140℃，更优选为110～130℃，如110℃，115℃，120℃，125℃，130℃，135℃，140℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述真空脱水的时间优选为1～3小时，更优选为2～3小时。
本发明优选将所有物料在25℃下控温搅拌2～3小时，静置3～4小时消除气泡，得到聚氨酯涂料。
将所述聚氨酯涂料涂覆在基材表面，室温下表干后进行固化，得到低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层。
在本发明中，所述基材优选为ITO-PMMA基材；所述固化的温度优选为50～70℃，更优选为55～60℃，所述固化的时间优选为6～10小时，更优选为7～8小时。
本发明中所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层用于溅射有ITO半导体膜层的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料或者溅射有ITO半导体膜层的聚碳酸酯(PC)材料，尤其是对飞机座舱盖等需要降低辐射强度的产品进行涂层防护。
本发明提供了一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层，包括以下重量份数的制备原料：聚多元醇16～20重量份、交联剂0.5～2重量份、异氰酸酯6～8重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、抗氧化剂0.2～0.4重量份、紫外助剂0.3～0.4重量份、光稳定剂0.3～0.4重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.03重量份、溶剂70～75重量份；所述交联剂为环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。本发明开发了一种新交联剂MIPA-CHO，环氧环己烷中的环氧基团与异丙醇胺中的氨基开环反应，所合成的交联剂具有三个仲羟基官能团，与-NCO反应形成三维网状结构。通过CHO向聚氨酯分子链中引入了更多的刚性环状结构，提高了涂层的拉伸强度和模量。同时，使用三官能团的异氰酸酯异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，增加了交联密度，使分子内聚能上升。在二者的双重作用下，涂层的力学性能得到了有效的提升。此外，由于氨基甲酸酯等高辐射基团密度保持稳定，在提升了涂层力学性能的同时，保证了低辐射强度，从而延长了功性性聚氨酯涂层的使用寿命。实验数据表明，本发明中制备的聚氨酯涂层在具备低辐射强度的同时，其耐磨性能、透光率、雾度及力学强度等其他性能也处于测试标准内较高水平，是综合性较强的功性性防护涂层。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层、其制备方法及应用进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1：聚多元醇、交联剂和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体组合
一种低辐射高力学性能的透明聚氨酯涂料，具体制备方法如下：
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入MIPA-CHO 1.3份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体6.4份、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、有机硅类爽滑剂0.11份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为30.2％。
实施例2：聚多元醇、交联剂和三种异氰酸酯组合
一种低辐射高力学性能的透明聚氨酯涂料，具体制备方法如下：
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入MIPA-CHO 1.3份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体4.7份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯0.9份、六亚甲基二异氰酸酯三聚体0.7份、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、有机硅类爽滑剂0.11份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为29.5％。
实施例3：聚多元醇、交联剂和两种异氰酸酯组合
一种低辐射高力学性能的透明聚氨酯涂料，具体制备方法如下：
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入MIPA-CHO 1.3份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5.1份、六亚甲基二异氰酸酯三聚体1.3份、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、有机硅类爽滑剂0.12份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为30.2％。
对比例1
本对比例提供一种低辐射透明聚氨酯涂料及其制备方法，其与实施例1的区别在于，实施例1采用的是开发的交联剂MIPA-CHO制备涂料，本对比例的采用的是扩链剂N,N"-二叔丁基乙二胺和三羟甲基丙烷。
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入N,N"-二叔丁基乙二胺0.8份、三羟甲基丙烷0.32份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体4.7份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯0.9份、六亚甲基二异氰酸酯三聚体0.7份、、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、全氟丁醇0.22份、有机硅类爽滑剂0.12份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为29.4％。
对比例2
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入三羟甲基丙烷0.8份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体6.4份、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、全氟丁醇0.22份、有机硅类爽滑剂0.12份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为28.8％。
对比例3
将聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol、分子量1000g/mol)加入反应器中，120℃真空除水2h。取上述除水聚丁二烯多元醇(分子量3000g/mol)14.6份，聚丁二烯多元醇(分子量1000g/mol)3.2份于反应器中，加入N,N"-二叔丁基乙二胺1.25份、环己酮41份、二氧六环16份、二甲苯16份、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体6.4份、二月桂酸二丁基锡0.015份、短链氟碳改性聚合物流平剂0.15份、聚醚改性硅氧烷类润湿剂0.13份、531紫外吸收剂0.3份、770光稳定剂0.3份、264抗氧化剂0.2份、168抗氧化剂0.2份、全氟丁醇0.22份、有机硅类爽滑剂0.12份，25℃下控温搅拌2h，静置3h消除气泡，得到低辐射强度透明聚氨酯涂料，该涂料涂覆于ITO-PMMA基材表面，室温表干后60℃固化8h得到低辐射透明聚氨酯涂层，硬段含量为30.1％。
性能测试
将实施例1-3得到的低辐射透明聚氨酯涂层进行如下测试：
透光率及雾度测试：按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》。
耐磨性能：按照ASTM F735-11，采用往复式沙粒震荡磨耗试验仪(Taber6160)进行测试，以150冲程/分钟的循环速度进行100冲程磨损，磨损程度通过测试前后涂层透光率及雾度的变化量来衡量，下表中用Δ透光率/Δ雾度来表示。
力学性能：按照GB 13022-1991标准试验方法，测量涂层的拉伸强度、伸长率和模量。
辐射强度：使用布鲁克公司INVENIO R和A540仪器进行试验，采用与黑体对比法，测试涂层的辐射强度。
耐用性：按照GB/9276-1966进行外场试验。方向为朝南45°角，试验总时长为30天，试验时间6-7月，试验地区：长春。长春市位于北纬43°、东经125°，气候介于东部山地湿润与西部平原半干旱区之间的过渡带，属温带大陆性半湿润季风气候类型。
试验样本实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的辐射强度分别为462.29、459.61、465.05和454.71W/(m2·K4)。相对于普通防护涂层的辐射强度多在628.67-663.60W/(m2·K4)之间，明显降低。
外场辐照前涂层测试结果如表1所示：
表1本发明实施例中外场辐照前涂层的测试结果
由表1的内容可知，实施例1-3制备得到的抗沾灰耐磨涂层的附着力等级为5B，透光率大于92％，雾度低于0.5，经Taber100冲程摩擦测试，涂层透光率增加量在0.5％以内，雾度增加量小于0.1，其中，实施例1得到的涂层的拉伸强度为19.37MPa，模量为23.34MPa，与对比例1得到的涂层相比，力学性能有明显的提升。
外场辐照后测试结果如表2所示：
表2本发明实施例中外场辐照后涂层的测试结果
由表2的内容可知，在外场辐照一个月后，对比例和实施例1-3的涂层各项指标均有所下降。
与实施例1相比，对比例1得到的低辐射涂层的透光率下降至91.1％，雾度上升至2.08，Taber100冲程摩擦测试后透光率和雾度增加量达上0.91％和1.47，涂层的光学性能和耐磨性能明显变差。
与实施例1相比，对比例1得到的低辐射涂层在外场辐照后拉伸强度降低至7.25MPa，模量降低至4.16MPa，涂层的力学性能明显降低。
综上所述，与实施例1-3相比，对比例1的涂层在外场辐照后，各项性能指标特别是力学性能明显降低，耐用性能较差。而本发明中制备的聚氨酯透明涂层经过30天的外场试验后，其耐磨性能、透光率及雾度等其他性能均可保持测试标准内较高水平，同时保证了较为优异的力学性能，延长了功能性透明聚氨酯涂层的保护性能及使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层，包括以下重量份数的制备原料：
聚多元醇16～20重量份、交联剂0.5～2重量份、异氰酸酯6～8重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、抗氧化剂0.2～0.4重量份、紫外助剂0.3～0.4重量份、光稳定剂0.3～0.4重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.03重量份、溶剂70～75重量份；
所述交联剂由环氧环己烷与异丙醇胺反应得到。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯涂层，其特征在于，所述环氧环己烷的重量份数为70～75份，异丙醇胺的重量份数为25～30份。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯涂层，其特征在于，所述环氧环己烷与异丙醇胺反应的温度为135～150℃；反应的时间为6～8小时。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯涂层，其特征在于，所述聚多元醇为聚烯烃多元醇；所述聚多元醇的分子量为1000～3000g/mol。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯涂层，其特征在于，所述异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯涂层，其特征在于，所述流平剂为短链氟碳改性聚合物流平剂、短链氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂和改性硅烷类流平剂中的一种或几种；
所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类润湿剂；
所述光稳定剂为光稳定剂770；
所述抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂168和抗氧化剂1010中的一种或几种；
所述紫外助剂为紫外助剂531；
所述爽滑剂为有机硅类爽滑剂；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述溶剂为环己酮、二氧六环和二甲苯中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层的制备方法，包括以下步骤：
A)将聚多元醇在真空条件下进行脱水；
B)将脱水后的聚多元醇、交联剂、异氰酸酯、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外助剂、爽滑剂、催化剂和溶剂搅拌混合，得到聚氨酯涂料；
C)将聚氨酯涂料涂覆后固化，得到低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中真空脱水的温度为100～140℃；真空脱水的时间为1～3小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)中固化的温度为50～70℃；固化的时间为6～10小时。
10.如权利要求1～6任意一项所述的低辐射强度、高力学强度的聚氨酯涂层在飞机防护涂层中的应用。
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