[发明专利]一种双重固化无溶剂型聚氨酯卷材涂料及其制备方法

说明书

本发明属于环保卷材涂料技术领域，特别涉及一种双重固化无溶剂型聚氨酯卷材涂料及其制备方法。涂料产品组分及质量百分含量为：双甘油基树状大分子聚氨酯预聚物30‑42％、蓖麻油基聚氨酯预聚物10‑15％、复合活性单体15‑27％、无机复合填料10‑22％、乙酰柠檬酸三丁酯5‑10％、紫外光固化剂3‑6％、脂肪族聚异氰酸酯固化剂3‑10％、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2‑4％、环氧基硅烷偶联剂1‑5％。该涂料产品为无溶剂型环保涂料，具有良好的附着力、耐MEK擦拭性能和耐高、低温性能等，可用于各类卷材的涂装与防护。

技术领域

本发明属于环保卷材涂料技术领域，特别涉及一种双重固化无溶剂型聚氨酯卷材涂料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，环境和能源问题日益显著。人们对于环境保护和能源节约越来越重视，希望高污染溶剂型涂料能够被低VOC排放、无毒环保涂料所取代。无溶剂型涂料与溶剂型涂料相比，其明显的优点是合成过程环保，涂料产品固含量高；无溶剂型涂料与水性涂料相比，避免了水性涂料体系除水时消耗大量热能。但是如果直接地将溶剂型涂料向无溶剂型涂料转变，由于没有溶剂的稀释，导致预聚物体系粘度较高，给生产过程带来不便，同时产生的反应热使体系发生凝胶。

发明内容

对此，本发明提供了一种双重固化无溶剂型聚氨酯卷材涂料，涂料的各组分按重量百分比计算为，

其中，双甘油基树状大分子聚氨酯预聚物的制备方法为(以聚乙二醇为例，化学反应示意图如下)，

(1)在保护气氛下，将二异氰酸酯和催化剂加入反应容器后，再逐渐加入分子量400的聚氧化丙烯二醇和分子量1000的聚乙二醇的混合液体，同时搅拌反应，得到反应物A，

催化剂为铋锌复合催化剂，占涂料体系总质量的0.02～0.2％，

分子量400的聚氧化丙烯二醇和分子量1000的聚乙二醇之间的摩尔比为4:3，两者的总摩尔量与二异氰酸酯的摩尔量之比为1:2.3，

搅拌反应时的温度为20～40℃，搅拌反应的时间为1～1.5h，搅拌转速为700～1000r/min，

二异氰酸酯中官能团的活性更高，其异氰酸根基团将优先于仅含有一个异氰酸根的分子与羟基发生反应，因此按照二异氰酸酯与羟基的投料比来看，本步骤的产物为，单个聚氧化丙烯二醇分子或单个聚乙二醇分子左右两端各连接一个二异氰酸酯的线状结构(可参见以下反应示意图)，

(2)向步骤(1)得到的反应物A中加入甲基丙烯酸羟乙酯，搅拌反应后得到的反应物混合液B主要为一端含有异氰酸酯基、另一端含有碳碳双键的聚氨酯丙烯酸酯，

搅拌反应时的温度为40～65℃，搅拌反应的时间为1～2.5h，搅拌转速为500～1000r/min，

(3)在保护气氛下，将双甘油加入反应容器后，再加入双羟甲基丙酸和催化剂，在150～190℃范围内搅拌反应充分后，得到的反应物混合液C主要为双甘油基树状大分子聚酯，常温下为固体，

其中，双羟甲基丙酸和催化剂在同样的温度和搅拌条件下分四次加入，首次加入的双羟甲基丙酸与双甘油的摩尔比为4:1，四次所加入的双羟甲基丙酸的质量之比依次为1:2:4:8，每次加入的催化剂均为对甲苯磺酸，添加量均占涂料体系总质量的0.01～0.1％，

首次加入双羟甲基丙酸和催化剂后，持续搅拌1～3h后再进行下一次的加入；后三次加入双羟甲基丙酸和催化剂后，每次持续搅拌2～4h后再进行下一次的加入或停止搅拌，

搅拌转速均为500～1000r/min，