[發(fā)明專利]一種納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910073712.5
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101481581A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 祝方;萬鵬;鄒煒
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C08G18/61;C08G18/62
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 龐建英

技術領域

本發(fā)明一種納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料及制備方法，屬于精細化工領域，特別涉及一種用于汽車或摩托車的納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料及制備方法，主要涂敷于汽車或摩托車的底漆和色漆表面，可以改善涂料的耐候性，抗酸雨性和耐刮傷性等多項性能。

背景技術

隨著人類環(huán)保意識的增強和環(huán)境法規(guī)的逐步嚴格，環(huán)境友好涂料的開發(fā)則顯得越來越重要了。以美國環(huán)保局提出的“5E原則”(即提高涂膜質量、方便施工、節(jié)省能源、節(jié)省資源和適應環(huán)境)為轉折點，我國也對各種涂料的VOC排放量作了限制性的要求，因此我國涂料工業(yè)特別是建筑涂料、汽車涂料以及其它工業(yè)涂料的發(fā)展目前正朝著無污染涂料的方向發(fā)展，即向水性化、高固體分化、高性能化等環(huán)境友好型涂料方向發(fā)展。

目前汽車涂料中傳統(tǒng)的樹脂是高固體分丙烯酸聚氨酯，其固含量為70wt％以上，所形成的漆膜豐滿、光澤度高，耐磨、耐刮傷性好，耐水好，但其耐候性和耐酸雨性差。因此，在實際應用中尚存在推廣方面的困難。因此用于高固體分羥基丙烯酸樹脂的改性劑很多，包括有機硅單體、聚酯樹脂、聚氨酯、納米粒子等。由于納米粒子改性聚合物類的工業(yè)涂料具有改善傳統(tǒng)工業(yè)涂料的耐候性、耐化學腐蝕性、耐刮傷性、硬度以及耐磨損性，因此將工業(yè)涂料用納米粒子進行改性可以提高工業(yè)涂料的各項性能。如果在外加助劑的條件下，同時將納米粒子和有機硅單體用原位聚合的方法與高固體分羥基丙烯酸樹脂進行聚合，可以得到納米粒子改性高固體分有機硅羥基丙烯酸樹脂，將該樹脂用二異氰酸酯進行固化得到納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料。采用原位聚合制備的納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料目前尚未見報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明一種納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料及制備方法目的在于：為解決上述現有技術中存在的問題，提供一種納米粒子改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料及制備方法的技術方案。

本發(fā)明一種納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料，其特征在于：是一種經過改性手段獲得分散均勻的納米粒子接枝到有機硅改性丙烯酸聚氨酯涂料中，獲得的納米改性有機硅丙烯酸聚氨酯涂料，涂料呈水白透明狀，固含量為70-75wt％，粘度為1900-3500mPa/s，涂膜的抗沖擊強度為100cm，用劃格法測得的附著力為0級，鉛筆硬度為4-6H。

上述一種納米粒子改性有機硅羥基丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于：

I、將納米粒子和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷充分混合，并在超聲波或研磨以及高速分散的條件下進行30-60分鐘的預分散，室溫下進行連續(xù)攪拌反應20～24小時，分散完畢后將預分散的納米溶液取出倒入干凈的四口燒瓶中；

II、將高固體分羥基丙烯酸樹脂在-0.2～-0.1MPa，溫度為50—100℃條件下減壓蒸餾2-3小時，以除去未反應完的單體，主要是丙烯酸酯類和丙烯酸甲酯類單體以及殘余的溶劑；

III、將步驟I中得到的納米溶液與二甲苯、乙酸丁酯、引發(fā)劑和鏈轉移劑巰基乙醇的混合物滴加到步驟II中的高固體分羥基丙烯酸樹脂中，升溫至50-140℃反應2—8小時，直到反應終點，得到納米粒子改性有機硅高固體分羥基丙烯酸樹脂；

IV、取出步驟III得到的納米粒子改性有機硅高固體分羥基丙烯酸樹脂，加入乙酸丁酯、二異氰酸酯和催化劑，混合均勻，其中異氰酸酯與納米高固體分羥基丙烯酸樹脂的羥基含量的摩爾比是NCO/OH＝1.0-3.0，形成納米粒子改性有機硅高固體分羥基丙烯酸聚氨酯涂料，將其均勻地涂于馬口鐵表面并進行恒溫固化，涂膜厚度為15—25μm，固化溫度為10—150℃，固化時間為10分鐘—48小時，上述涂層干燥后，室溫放置過夜即可使用。

上述一種納米粒子改性有機硅羥基丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為偶氮類化合物或乙酸酯類化合物，偶氮類化合物是偶氮-二異丁腈；乙酸酯類化合物是過苯甲酸叔丁酯或過辛酸叔丁酯。

上述一種納米粒子改性有機硅羥基丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于所述的二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯或1，6-六亞甲基二異氰酸酯。

上述一種納米粒子改性有機硅羥基丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于所述的催化劑是二月桂酸二丁基錫和醋酸亞錫中的一種，催化劑用量為涂層材料的0.01-0.1wt％。

上述一種納米粒子改性有機硅羥基丙烯酸聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于所述的納米粒子為：納米氧化硅和納米氧化鈦中的一種，粒徑為10-200nm。