專利名稱：非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料及其制備方法和在涂裝中的應用。
背景技術(shù)：
聚氨酯在工業(yè)和生活中具有舉足輕重的作用，目前聚氨酯涂料多由多異氰酸酯和多元醇反應制備，聚醚多元醇與多異氰酸酯反應生產(chǎn)出的聚氨酯產(chǎn)品可以具有高承載和高模量、改善制品的物理和機械性能、而且拓展配方的寬容度，廣泛應用于生產(chǎn)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、涂料等產(chǎn)品。但是，在制備中使用高毒性的異氰酸酯材料，而且制備多異氰酸酯的原料光氣毒性更大，這給人類的健康和環(huán)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(huán)境中濕氣敏感，與水反應生成二氧化碳氣體，導致涂層氣泡和封閉性降低，從而影響其耐化學介質(zhì)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，從而限制了聚氨酯涂料在防腐領(lǐng)域的應用。非異氰酸酯聚氨酯(Nonisocyanate Polyurethane, NIPU)不僅在制備過程中不使用高毒性和濕敏性物質(zhì)的多異氰酸酯，而且從分子結(jié)構(gòu)上彌補了傳統(tǒng)聚氨酯中的弱鍵結(jié)構(gòu)，耐化學性、耐水解性以及抗?jié)B透性均比較優(yōu)異。隨著“清潔生產(chǎn)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(chǎn)成本，簡化工藝迫在眉睫。作為預涂金屬材料，要求涂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(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂作為兩類重要的涂料基料，它們近年來發(fā)展十分迅速。環(huán)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(wěn)定性好等優(yōu)點，但因環(huán)氧樹脂屬于交聯(lián)度很高的熱固性材料，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)應力極大，固化后脆性較大、韌性不足、耐沖擊性差且容易開裂，在一些應用中受到很大的限制。因此，單一的聚氨酯或環(huán)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料及其制備方法和在涂裝中的應用，旨在解決多異氰酸酯聚氨酯污染性高和現(xiàn)有非異氰酸酯聚氨酯成本高給應用開發(fā)帶來不便的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環(huán)氧樹脂反應制備，所述非異氰酸酯聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環(huán)氧樹脂進行交聯(lián)雜化反應制備，所述非異氰酸酯聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為
2.如權(quán)利要求1所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂。
3.如權(quán)利要求1-2任一項所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，所述方法包括下述步驟制備聚乙二醇聚丙二醇環(huán)碳酸酯；利用所述聚乙二醇聚丙二醇環(huán)碳酸酯和多元胺反應制備非異氰酸酯聚氨酯，所述非異氰酸酯聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為
4.如權(quán)利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇聚丙二醇環(huán)碳酸酯的制備包括下述步驟由聚乙二醇和環(huán)氧丙烷反應制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(huán)氧氯丙烷反應制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制備聚乙二醇聚丙二醇環(huán)碳酸酯。
5.如權(quán)利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于， 所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物和環(huán)氧氯丙烷的反應是在40-60°C預混反應物，然后在 80-90°C下，滴加堿性催化劑進行的。
6.如權(quán)利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于，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(quán)利要求4所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于，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(quán)利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于，所述多元胺為二乙烯三胺或三乙烯四胺。
9.如權(quán)利要求3所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇聚丙二醇環(huán)碳酸酯和多元胺的反應是在70-80°C下反應7- 制備的。
10.如權(quán)利要求1或2所述的非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料在涂裝中的應用。
全文摘要
本發(fā)明適用于涂裝領(lǐng)域，提供一種非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料及其制備方法，所述材料由非異氰酸酯聚氨酯和環(huán)氧樹脂進行交聯(lián)雜化反應制備。本發(fā)明還提供了該非異氰酸酯聚氨酯-環(huán)氧樹脂材料在涂裝中的應用，該材料形成的涂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(yōu)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(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者劉波, 呂維忠, 周莉, 張余英, 曾偉華, 羅善鍇, 肖增鈞, 趙彥芝 申請人:深圳大學