一种抗沾灰聚氨酯涂料、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种抗沾灰聚氨酯涂料，由组分A和组分B制备得到，所述组分A和组分B的质量比为1:1；所述组分A由聚多元醇、扩链剂、流平剂、润湿剂、光稳定剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、爽滑剂和催化剂制备得到；所述组分B由聚氨酯预聚体、脂肪族二异氰酸酯和脂肪族三异氰酸酯制备得到。本申请还提供了抗沾灰聚氨酯涂料的制备方法、聚氨酯涂层及其应用。本申请提供的聚氨酯涂料采用两步法制备得到，且通过引入爽滑剂，使得到的聚氨酯涂层具有较好的耐磨性、高透光性、较强的附着力和抗沾灰性能。较强的附着力和抗沾灰性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗沾灰聚氨酯涂料、其制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种抗沾灰聚氨酯涂料、其制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]高分子透明材料聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃，是开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃因其稳定性高、价格低以及易加工等优点，得到了广泛应用。20世纪50年代后该类材料被用于民用和军用飞机的座舱盖、风挡等部位。针对军用飞机使用需求，座舱盖在8
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14μm大气窗口内具备较低的发射率，可以降低飞机遭受导弹追踪的几率，显著提升飞机生存能力。
[0003]一般来说，利用表面溅射半导体薄膜的方式，可以降低座舱盖的发射率，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，半导体膜层和座舱盖极易受到磨损，不利于飞行安全。当前技术条件下，为了保证优异的低发射率和耐磨效果，往往需要降低聚氨酯涂层的硬段含量，如此会导致涂层硬度偏低，爽滑度不高，抗沾灰效果变差。在应用过程中，过多的灰尘吸附将导致透光率下降，雾度提升，严重影响涂层的光学性能，威胁飞行安全。因此，为解决抗沾灰性能较差的问题，研发一种工艺简单、抗沾灰且耐磨性强、不影响半导体膜层功能的透明保护涂层，以实现对座舱盖表面半导体薄膜的防护具有重要意义。
[0004]公开号为CN110229610A的中国专利公开了一种抗灰液及抗灰涂层的制备方法，所述抗灰液及抗灰涂层包括如下重量份原料：20份三乙基乙氧基硅烷、5份钛酸丁酯、6份正硅酸乙酯、3份有机铋催化剂、5份冰醋酸和61份异丙醇。该技术方案对涂层抗灰性能进行了测试，制得的涂层抗灰性能优良，单位面积沾灰量小于0.01mg/cm2。
[0005]公开号为CN109161290A的中国专利公开了一种有机玻璃抗污涂层的制备方法，所述有机玻璃抗污涂层由以下重量百分数的各组分组成：甲基丙烯酸酯共聚物2％～10％，改性二氧化硅2％～8％，多肽氨基酸表面活性剂1％～5％，余量为乙酸乙酯。该技术方案制备得到的有机玻璃抗污涂层可使有机玻璃保持原有材料的透光率，并且有效提高了耐磨损性能，同时涂层表面呈现的亲水性和疏油性使涂层抗污性能得到增强，然而抗污性能并不等同于抗沾灰性能，且未体现涂层的附着力性能。
[0006]公开号为CN115820106A的中国专利公开了一种抗污耐磨及涂层原液的制备方法，所述抗污耐磨涂层及涂层原液由以下重量百分数的各组分组成：50％聚氨酯改性丙烯酸酯、45％醋酸丁酯、3％光引发剂、1.5％爽滑剂、0.5％流平剂。该技术方案制备得到的抗污耐磨涂层具有高透光率和良好的耐磨性能，提高了有机玻璃表面硬度；然而，同样抗污性能并不等同于抗沾灰性能。
[0007]综上所述，现有技术所制备防护涂层几乎无法兼备高透光率、高耐磨性、高附着力且抗沾灰能力强等重要性能，且针对薄膜涂层的抗沾灰性能目前也暂无行业标准供研究者进行参考，且大多数抗污涂层专利中也未对涂层的抗沾灰这一重要性能进行系统化测试。
因此，开发一种涂覆于有机玻璃表面的抗沾灰且综合性能较强的透明聚氨酯涂料具有重要意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决的技术问题在于提供一种高透光率、高耐磨性、高附着力且抗污能力强，不易沾灰的聚氨酯涂层。
[0009]有鉴于此，本申请提供了一种抗沾灰聚氨酯涂料，由组分A和组分B制备得到，所述组分A和组分B的质量比为1:1；
[0010]所述组分A由以下原料制备得到：聚多元醇4～12重量份、扩链剂0.1～1.5重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、光稳定剂0.1～0.5重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、紫外吸收剂0.1～0.5重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.3重量份；
[0011]所述组分B由以下原料制备得到：聚氨酯预聚体25～35重量份、脂肪族二异氰酸酯0.5～2重量份、脂肪族三异氰酸酯0～7重量份。
[0012]优选的，所述组分A中，所述聚多元醇为不同分子量的聚烯烃多元醇的组合，分子量范围为1000～3000g/mol；所述扩链剂选自N,N"
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二叔丁基乙二胺和三乙醇胺中的一种或两种；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多种；所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类润湿剂中的一种或多种；所述光稳定剂为770光稳定剂；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂；所述紫外吸收剂为531紫外吸收剂；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；
[0013]所述组分B中，所述脂肪族二异氰酸酯选自4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或两种；所述脂肪族三异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体；
[0014]所述聚氨酯预聚体的制备方法具体为：
[0015]将聚丁二烯多元醇除水后溶于溶剂中，再加入异氰酸酯和催化剂反应，得到聚氨酯预聚体。
[0016]优选的，所述爽滑剂的含量为0.12～0.14重量份。
[0017]本申请还提供了所述的抗沾灰聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将聚多元醇4～12重量份、扩链剂0.1～1.5重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、光稳定剂0.1～0.5重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、紫外吸收剂0.1～0.5重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.3重量份在溶剂中混合，得到组分A；
[0019]将聚氨酯预聚体25～35重量份、脂肪族二异氰酸酯0.5～2重量份和脂肪族三异氰酸酯0～7重量份在溶剂中混合，得到组分B；
[0020]将组分A和组分B按照质量比1:1混合、反应、静置，得到抗沾灰聚氨酯涂料。
[0021]优选的，所述聚氨酯预聚体的制备方法具体为：
[0022]将聚丁二烯多元醇除水后溶于溶剂中，再加入异氰酸酯和催化剂反应，得到聚氨酯预聚体。
[0023]优选的，所述聚氨酯预聚体的制备过程中，所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸
酯三聚体，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡；且所述聚丁二烯多元醇中OH基团和所述异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中NCO基团的摩尔比为1:3；所述反应的温度为60～70℃，时间为4～5h。
[0024]优选的，得到抗沾灰聚氨酯涂料的步骤中，所述反应的温度为18～30℃，时间为2～4h；所述静置的时间为2～4h。
[0025]本申请还提供了一种聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层为抗沾灰聚氨酯涂料经过涂布成膜，固化得到；所述抗沾灰聚氨酯涂料为所述的抗沾灰聚氨酯涂料或所述的制备方法所制备的抗沾灰聚氨酯涂料。
[0026]本申请还提供了一种有机复合材料，包括改性基体和复合于所述改性基体表面的聚氨酯涂层；所述聚氨酯涂层为所述的聚氨酯涂层，所述改性基体为硅烷偶联剂改性的基体。
[0027]优选的，所述基体为半导体薄膜/PMMA基体。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗沾灰聚氨酯涂料，由组分A和组分B制备得到，所述组分A和组分B的质量比为1:1；所述组分A由以下原料制备得到：聚多元醇4～12重量份、扩链剂0.1～1.5重量份、流平剂0.1～0.2重量份、润湿剂0.05～0.2重量份、光稳定剂0.1～0.5重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、紫外吸收剂0.1～0.5重量份、爽滑剂0.1～0.15重量份、催化剂0.01～0.3重量份；所述组分B由以下原料制备得到：聚氨酯预聚体25～35重量份、脂肪族二异氰酸酯0.5～2重量份、脂肪族三异氰酸酯0～7重量份。2.根据权利要求1所述的抗沾灰聚氨酯涂料，其特征在于，所述组分A中，所述聚多元醇为不同分子量的聚烯烃多元醇的组合，分子量范围为1000～3000g/mol；所述扩链剂选自N,N"
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二叔丁基乙二胺和三乙醇胺中的一种或两种；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多种；所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类润湿剂中的一种或多种；所述光稳定剂为770光稳定剂；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂；所述紫外吸收剂为531紫外吸收剂；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；所述组分B中，所述脂肪族二异氰酸酯选自4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或两种；所述脂肪族三异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体；所述聚氨酯预聚体的制备方法具体为：将聚丁二烯多元醇除水后溶于溶剂中，再加入异氰酸酯和催化剂反应，得到聚氨酯预聚体。3.根据权利要求1所述的抗沾灰聚氨酯涂料，其特征在于，所述爽滑剂的含量为0.12～0.14重量份。4.权利要求1所述的抗沾灰聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：将聚多元醇4～12重...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓礼，岳博莹，藏希宇，杨小牛，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：