[发明专利]一种可双重固化的低表面能聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯涂料技术领域，特别涉及一种可双重固化的低表面能聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯涂料具有优良的柔韧性、耐磨性以及突出的高弹性和伸长率，对基材的粘结强度高、耐老化性好、耐疲劳性好，使用方便，价格适宜，因此被广泛地应用于生产生活等各个领域。但聚氨酯涂料的表面能较高，拒水、拒油性能不能满足一些特殊领域的要求，因此，工业上一般采用在聚氨酯涂料中掺杂有机氟的方法以降低涂层表面能，提高涂料的耐水耐油污能力，但涂料易出现含氟物质析出分相的问题。聚氨酯涂料涂布后需通过固化提高涂层性能，主要采取单组份湿气固化、双组份反应固化、紫外光固化等方式。其中，单组份湿气固化操作方便，成本低、能耗低，是目前最常用的固化方式，但存在固化速度慢的问题。紫外光固化的方法具有能耗低、干燥迅速、硬度高、生产周期短等优点，但对于不易被紫外光照到的部位，则无法有效固化。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可双重固化的低表面能聚氨酯涂料。本发明的涂料可水(湿气)固化和紫外光固化，在室温时经过紫外线的照射可迅速固化，接触湿气或水时可深度固化未经紫外光照射的部位，从而获得内聚力高，性能优异的涂膜。

本发明另一目的在于提供一种上述可双重固化的低表面能聚氨酯涂料的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种可双重固化的低表面能聚氨酯涂料，按重量份计包括下述组分：

所述的可双重固化的低表面能聚氨酯预聚物由包括以下步骤的方法制备得到：

(1)(甲基)丙烯酸羟基酯部分封端的聚氨酯低聚物的制备：按重量份计，加入100份聚醚三元醇，升温至50～65℃，加入二异氰酸酯12～50份，搅拌混合均匀，升温至70～80℃，反应3～7h后得到聚氨酯预聚物；然后加入8～26份的(甲基)丙烯酸羟基酯，在70～90℃下反应3～5h后，得到(甲基)丙烯酸羟基酯部分封端的聚氨酯低聚物；

(2)巯基乙醇单封端的含氟(甲基)丙烯酸酯低聚物溶液的制备：将100重量份的含氟(甲基)丙烯酸酯，2～10重量份的巯基乙醇，100重量份的溶剂，2～3重量份的引发剂，搅拌混合均匀，在80～100℃下反应10～15h后，制得巯基乙醇单封端的含氟(甲基)丙烯酸酯低聚物溶液；

(3)可双重固化的低表面能聚氨酯预聚物的制备：将20～40重量份步骤(1)制备得到的(甲基)丙烯酸羟基酯部分封端的聚氨酯低聚物搅拌升温至30～50℃，加入80～120重量份步骤(2)制备得到的巯基乙醇单封端的含氟(甲基)丙烯酸酯低聚物溶液和0.01～0.10重量份的催化剂，搅拌混合均匀后升温至60～70℃，反应2～7h，旋蒸除去溶剂，得到可双重固化的低表面能聚氨酯预聚物。

步骤(1)中所述的聚醚三元醇的分子量为300～7000。

所述的二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

所述的(甲基)丙烯酸羟基酯包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和丙烯酸4-羟基丁酯中的至少一种。

步骤(2)中所述的含氟(甲基)丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸偏三氟乙基酯、(甲基)丙烯酸十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸十三氟辛酯、(甲基)丙烯酸十氟丁酯中的一种或一种以上；

所述的引发剂可为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈和偶氮二环己基甲腈中的至少一种。所述的溶剂可为甲苯、二甲苯、二氧六环、环己酮和乙二醇单甲醚中的至少一种。

步骤(3)中所述的催化剂为有机叔胺类及有机金属化合物，包括四甲基丁二胺、二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、二丁基二月桂酸锡和辛酸铅中的至少一种。

上述反应优选在通氮气的环境下搅拌进行。