非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-04-26 23:28:26 2
專利名稱：非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於有機高分子材料領域，尤其涉及一種非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料及其製備方法和在塗裝中的應用。
背景技術：
聚氨酯在工業和生活中具有舉足輕重的作用，目前聚氨酯塗料多由多異氰酸酯和多元醇反應製備，聚醚多元醇與多異氰酸酯反應生產出的聚氨酯產品可以具有高承載和高模量、改善製品的物理和機械性能、而且拓展配方的寬容度，廣泛應用於生產高承載軟泡、 高回彈軟泡及半硬泡、硬泡、整皮泡沫、微孔彈性體、粘合劑、塗料等產品。但是，在製備中使用高毒性的異氰酸酯材料，而且製備多異氰酸酯的原料光氣毒性更大，這給人類的健康和環境帶來危害。此外，多異氰酸酯聚氨酯在應用上也有種種局限性，如多異氰酸酯對環境中溼氣敏感，與水反應生成二氧化碳氣體，導致塗層氣泡和封閉性降低，從而影響其耐化學介質性和裝飾性；聚氨酯的主鏈上固有的氨基甲酸酯鍵耐水解性有限，從而限制了聚氨酯塗料在防腐領域的應用。非異氰酸酯聚氨酯(Nonisocyanate Polyurethane, NIPU)不僅在製備過程中不使用高毒性和溼敏性物質的多異氰酸酯，而且從分子結構上彌補了傳統聚氨酯中的弱鍵結構，耐化學性、耐水解性以及抗滲透性均比較優異。隨著「清潔生產工藝」的提倡，非異氰酸酯聚氨酯有著廣闊的應用前景，降低其生產成本，簡化工藝迫在眉睫。作為預塗金屬材料，要求塗膜具有較好的附著力、機械性能、耐水性能、耐汽油性、 耐鹽霧等多種性能。環氧樹脂和聚氨酯樹脂作為兩類重要的塗料基料，它們近年來發展十分迅速。環氧樹脂是一類重要的熱固性樹脂，具有高模量、高強度和熱穩定性好等優點，但因環氧樹脂屬於交聯度很高的熱固性材料，呈三維網狀結構，內應力極大，固化後脆性較大、韌性不足、耐衝擊性差且容易開裂，在一些應用中受到很大的限制。因此，單一的聚氨酯或環氧樹脂(EP)在某些性能上難以滿足應用需要，對其改性以提高性能的研究日益受到人們的重視。
發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料及其製備方法和在塗裝中的應用，旨在解決多異氰酸酯聚氨酯汙染性高和現有非異氰酸酯聚氨酯成本高給應用開發帶來不便的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環氧樹脂反應製備，所述非異氰酸酯聚氨酯的結構式為
權利要求
1.一種非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環氧樹脂進行交聯雜化反應製備，所述非異氰酸酯聚氨酯的結構式為
2.如權利要求1所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料，其特徵在於，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂。
3.如權利要求1-2任一項所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，所述方法包括下述步驟製備聚乙二醇聚丙二醇環碳酸酯；利用所述聚乙二醇聚丙二醇環碳酸酯和多元胺反應製備非異氰酸酯聚氨酯，所述非異氰酸酯聚氨酯的結構式為
4.如權利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於，所述聚乙二醇聚丙二醇環碳酸酯的製備包括下述步驟由聚乙二醇和環氧丙烷反應製備聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物；由所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物和環氧氯丙烷反應製備聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚醚二元醇化合物；由所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚醚二元醇化合物和碳酸二甲酯反應製備聚乙二醇聚丙二醇環碳酸酯。
5.如權利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於， 所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物和環氧氯丙烷的反應是在40-60°C預混反應物，然後在 80-90°C下，滴加鹼性催化劑進行的。
6.如權利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於，所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚醚二元醇化合物和碳酸二甲酯的反應是以單丁基化錫為催化劑，在65-70°C的溫度下進行的。
7.如權利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於，所述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600中的至少一種。
8.如權利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於，所述多元胺為二乙烯三胺或三乙烯四胺。
9.如權利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料的製備方法，其特徵在於，所述聚乙二醇聚丙二醇環碳酸酯和多元胺的反應是在70-80°C下反應7- 製備的。
10.如權利要求1或2所述的非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料在塗裝中的應用。
全文摘要
本發明適用於塗裝領域，提供一種非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料及其製備方法，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環氧樹脂進行交聯雜化反應製備。本發明還提供了該非異氰酸酯聚氨酯-環氧樹脂材料在塗裝中的應用，該材料形成的塗膜具有良好的機械性能、耐水性能、耐汽油性能及耐鹽霧性能，對底材有優異的附著力。
文檔編號C09D163/02GK102336891SQ201010230830
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者劉波, 呂維忠, 周莉, 張餘英, 曾偉華, 羅善鍇, 肖增鈞, 趙彥芝 申請人:深圳大學