CN103805041A - 复合材料用高性能涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种有机硅改性聚氨酯作为主体树脂成份的复合材料用高性能涂料，包括如下重量分数的组分：聚氨酯预聚体：10～50份；有机硅改性聚氨酯：5～30份；进一步地，所述有机硅改性聚氨酯为嵌段共聚物或接技共聚物中的一种或都两种的混合物，所述有机硅改性聚氨酯的有机硅含量为5%～35%，分子量在2000～50000之间。所述聚氨酯预聚体为氰酸酯基预聚体、端羟基预聚体、端硅烷基预聚体和端丙烯酸烷酯预聚体中的一种或几种混合物，分子量在1000～100000之间。本发明提供的涂料具有良好的耐热性、疏水性及耐候性，该弹性涂料不需要对材料表面进行喷涂预处理、附着力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体地讲，涉及一种复合材料用高性能涂料。
背景技术
随着新材料技术的发展，碳纤维材料、凯芙拉纤维材料、玻璃纤维材料等复合材料越来越多地应用于电子产品外壳，如手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的外壳。在使用工业涂料对这些材料进行表面装饰时，由于材料的表面惰性，涂料涂层的附着力较差。通常的处理方法是先在底材表面喷涂一层预处理剂，也称底漆剂，然后再喷涂涂料，或者是使用电火花对底材表面进行活化，然后再喷涂涂料进行表面装饰。
同时，随着表面装饰技术的发展，表面装饰外观不仅要美观，而且要带有一定的触感功能。现流行于电子产品机壳表面装饰的具有柔软滑爽触感的涂料主要有聚氨酯弹性手感漆。但是由于聚氨酯自身的分子结构，用聚氨酯制备的弹性手感漆涂料耐水煮性能较差，在湿和热的同时作用下，漆膜容易失去附着力而掉漆。
在现有应用技术中，复合材料，特别是碳纤维材料、凯芙拉纤维材料、玻璃纤维材料等复合材料用涂料，需要对底材进行预处理，另外，漆膜的耐水煮性能较差，较难满足高端产品的性能要求。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的不足及存在的问题，提出一种有机硅改性聚氨酯作为主体树脂成份的复合材料用高性能涂料。
本发明所述的复合材料用高性能涂料，包括如下重量分数的组分：
聚氨酯预聚体：10～50份；
有机硅改性聚氨酯：5～30份；
交联剂：1～15份；
耐磨助剂：3～20份；
偶联剂：0.3～10份；
消光粉：2～25份；
流平剂：0.1～3份。
优选地，所述有机硅改性聚氨酯为嵌段共聚物或接技共聚物中的一种或都两种的混合物，所述有机硅改性聚氨酯的有机硅含量为5%～35%，分子量在2000～50000之间。所述聚氨酯预聚体为氰酸酯基预聚体、端羟基预聚体、端硅烷基预聚体和端丙烯酸烷酯预聚体中的一种或几种混合物，分子量在1000～100000之间。所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者几种的混合物。所用耐磨助剂为硅酸铝、硅酸镁、氧化锌、氧化铝、氧化铁、氧化锆、氧化镁中的一种或几种的混合物。所述交联剂为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和1,6-己二异氰酸酯HDI中的一种或几种的混合物。所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂、聚氨酯类流平剂、有机硅流平剂及有机硅改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或几种的混合物。
本发明提供一种使用有机硅改性聚氨酯为基体树脂的高性能涂料。有机硅由于其主链上的聚硅氧烷结构，具有良好的耐热性、疏水性及耐候性。使用有机硅对聚氨酯进行改性可以提高聚氨酯耐热性、耐水性等方面的不足。使用偶联剂提高了涂料与材料的表面附着力。使用耐磨助剂大大提高了涂层的耐磨性能。与现有技术相比较，该弹性涂料不需要对材料表面进行喷涂预处理、附着力强、耐磨性高及耐水煮性能优异，适合应用于碳纤维材料、凯芙拉纤维材料、玻璃纤维材料等复合材料的表面装饰。
具体实施方式
实施例1
以每份2g计，取60g的聚氨酯预聚体，加入40g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入16g消光粉，耐磨助剂10g，偶联剂 2g，交联剂12g，流平剂1.2g，分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
实施例2
以每份2g计，取40g的聚氨酯预聚体，加入60g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入20g消光粉，耐磨助剂18g，偶联剂 10 g，交联剂8g，流平剂0.8g，分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
实施例3
以每份2g计，取100g的聚氨酯预聚体，加入10g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入30g消光粉，耐磨助剂12 g，偶联剂15g，交联剂30g，流平剂5g，分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
实施例4
以每份2g计，取100g的聚氨酯预聚体，加入50g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入25g消光粉，耐磨助剂30 g，偶联剂 5g，交联剂7 g，流平剂3 g，分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
实施例5
以每份2 g计，取 10 g的聚氨酯预聚体，加入60 g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入20 g消光粉，耐磨助剂28 g，偶联剂 6 g，交联剂12 g，流平剂0.2g，分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
对比例1
以每份2g计，取60g的聚氨酯预聚体，加入18g消光粉，耐磨助剂20 g，偶联剂 5g，交联剂4g，流平剂0.5g，表分散机搅拌30分钟，过滤，所得涂料的性能如表1所示。
对比例2
以每份2g计，取60g的聚氨酯预聚体，加入40g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入18g消光粉，耐磨助剂6 g，交联剂4g，流平剂1g，分散机搅拌30分钟，过滤。
对比例3
以每份2g计，取50g的聚氨酯预聚体，加入50g有机硅改性聚氨酯，分散机搅拌10分钟，加入18g消光粉，偶联剂 5g，交联剂20g，流平剂2g，分散机搅拌30分钟，过滤。
表1.制备得的涂料性能：
| 试样 | 耐磨性 | 附着力（百格法） | 耐水煮性 |
| 实施例1 | 508圈 | 5B | 40分钟 |
| 实施例2 | 1062圈 | 5B | 70分钟 |
| 实施例3 | 1022圈 | 5B | 25分钟 |
| 实施例4 | 1153圈 | 5B | 30分钟 |
| 实施例5 | 768圈 | 5B | 80分钟 |
| 对比例1 | 1132圈 | 4B | 20分钟 |
| 对比例2 | 193圈 | 2B | - |
| 对比例3 | 157圈 | 4B | 55分钟 |
可以看出，采用本发明配方所制备的涂料，附着力强，耐磨性强，耐水煮性能优异，且有机硅改性聚氨酯的增加显著提高了涂料的耐水煮性能；另外耐磨助剂用量的增加也明显搞高了涂料的耐磨性。
根据以上说明书中的阐述，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，上述实施例中提到的内容并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种复合材料用高性能涂料，包括如下重量分数的组分：聚氨酯预聚体：10～50份；有机硅改性聚氨酯：5～30份；交联剂：1～15份；耐磨助剂：3～20份；偶联剂：0.3～10份；消光粉：2～25份；流平剂：0.1～3份。
2.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所述有机硅改性聚氨酯为嵌段共聚物或接技共聚物中的一种或两种的混合物，所述有机硅改性聚氨酯的有机硅含量为5%～35%，分子量在2000～50000之间。
3.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所述聚氨酯预聚体为氰酸酯基预聚体、端羟基预聚体、端硅烷基预聚体和端丙烯酸烷酯预聚体中的一种或几种混合物，所述聚氨酯预聚体分子量在1000～100000之间。
4.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所用耐磨助剂为硅酸铝、硅酸镁、氧化锌、氧化铝、氧化铁、氧化锆、氧化镁中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所述交联剂为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和1,6-己二异氰酸酯HDI中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的复合材料用高性能涂料，其特征在于：所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂、聚氨酯类流平剂、有机硅流平剂及有机硅改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或几种的混合物。
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