本发明涉及功能化涂料制备领域，具体涉及一种改性涂料及其制备方法与应用。
背景技术：
环氧树脂具有优良的耐化学品的特性，特别是抗酸碱性能，具有优良的强度，耐热耐磨性，对金属的附着力良好。环氧树脂聚合物是以环氧树脂和其他的化合物反应缩聚而制备大分子量的聚合物。聚合物主链上含有大量的由于环氧开环而形成的羟基，具有极强的分子间作用力，良好的机械性能及对基材的附着力，通过选用不同的合成原料，可制备获得多种不同性能的环氧树脂聚合物，但是由于较高的粘度以及高玻璃化转变温度，使其加工成型过程困难。
光聚合过程中，通常采用光固化方式使涂层快速固化，达到表干，但采用单一的固化方式，获得的涂层机械性能较差。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题在于环氧树脂加工成型困难、采用单一固化方式获得的涂层机械性能较差。
本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：
本发明提供一种改性涂料，其主要由以下重量份数的原料制成：环氧树脂聚合物5-7份，封闭型聚氨酯树脂5-10份，光敏树脂组合物60-70份，无机氧化物填料10-20份。
优选的，所述环氧树脂聚合物的制备方法为：将环氧树脂和二元酚化合物混合，加入四甲基氯化铵，升温反应。
优选的，所述环氧树脂和二元酚化合物投料的摩尔比为1:1，所述四甲基氯化铵的加入量为为环氧树脂加入量的0.01wt％，反应温度为100-130℃，反应时间为5-6h。
优选的，所述环氧树脂聚合物具有以下化学结构式：
优选的，所述环氧树脂为环氧树脂e51、环氧树脂e44、环氧树脂e35、环氧树脂e20中的一种；所述二元酚化合物为双酚a或双酚s。
优选的，所述光敏树脂组合物主要由以下重量份数的原料制成：光敏树脂20-30份，活性稀释剂30-40份，光引发剂0.5-3份。
优选的，所述光敏树脂为二官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂；所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的两种或多种；所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦)、2-苯基苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苄基)丁酮中的一种或两种。
优选的，无机氧化物填料为钛白粉。
本发明还提供上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂、二元酚化合物、四甲基氯化铵混合，升温反应，获得环氧树脂聚合物；
(2)取步骤(1)中制得的环氧树脂聚合物，加入活性稀释剂，再加入光敏树脂、光引发剂、无机氧化物填料，混合均匀后，加入封闭型聚氨酯树脂，过滤，取滤液制得涂料。
本发明上述涂料的应用，将其应用于制备涂层，涂布涂层及其固化方式为：将调配的涂料按湿膜厚度为50-100μm涂布成膜，通过紫外光固化后加热固化。
优选的，将涂布成膜的涂层于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300-400mj/cm2，再将其置于烘箱中加热2min，加热温度为100-130℃。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明将环氧树脂聚合物和封闭型聚氨酯树脂加入涂料配方中，采用光固化和加热固化双固化，形成交联网络，从而改善涂层的耐冲击性能；
(2)本发明制备的涂料涂布成涂层后，该涂层具有良好的抗冲击性能、柔韧性和附着力，其柔韧性达到0t，耐冲击性达到60-80kg·cm，涂层的玻璃化转变温度升高，涂层具有良好的表面硬度；
(3)本发明采用二元酚类化合物与环氧树脂反应制备高分子量的环氧树脂聚合物，将环氧树脂聚合物和封闭型聚氨酯树脂作为增韧剂加入涂料中，通过热交联形成交联网络，从而改善光固化涂层的耐冲击性能。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明做进一步详细说明。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
环氧树脂聚合物的反应方程式如下：
实施例2
涂料的制备方法：
(1)称取环氧树脂e51100g于三口烧瓶中，升温至100℃，加入催化剂四甲基氯化铵0.01g，完全溶解后，向反应体系中通入氮气，并加入少量的水，向反应体系中加入双酚a116.2g，环氧树脂e51与双酚a的摩尔比为1:1，完全溶解后升温至120℃，制备得到环氧树脂聚合物，测定其粘度为0.25dl/g；
(2)取步骤(1)中制得的环氧树脂聚合物5g，加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30g，加入二官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂20g，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)0.5g，高速分散剂分散均匀，同时加入钛白粉10g，继续高速分散10min，最后加入封闭型聚氨酯树脂5g，过滤，得滤液，即为改性涂料；
将本实施例中制备的改性涂料采用线棒涂膜，湿膜厚度为100μm，于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300mj/cm2，再于120℃烘箱中固化2min。
实施例3
涂料的制备方法：
(1)称取环氧树脂e44100g于三口烧瓶中，升温至100℃，加入四甲基氯化铵0.01g，完全溶解后，向反应体系中通入氮气，并加入少量的水，向反应体系中加入双酚s110g，环氧树脂e44与双酚s的摩尔比为1:1，完全溶解后升温至120℃，制备得到环氧树脂聚合物，测定其粘度为0.35dl/g；
(2)取步骤(1)中制得的环氧树脂聚合物7g，加入活性稀释剂二缩三乙二醇二丙烯酸酯40g，完全溶解后，加入二官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂30g，光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)(tpo)0.5g，高速分散剂分散均匀，同时加入钛白粉15g，继续高速分散10min，最后加入封闭型聚氨酯树脂5g，过滤，取滤液制得涂料。
将本实施例中制备的改性涂料采用线棒涂膜，湿膜厚度为100μm，于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300mj/cm2，再于120℃烘箱中固化2min。
实施例4
涂料的制备方法：
(1)称取环氧树脂e35100g于三口烧瓶中，升温至130℃，加入四甲基氯化铵0.01g，完全溶解后，向反应体系中通入氮气，并加入少量的水，向反应体系中加入双酚a79.8g，环氧树脂e35与双酚a的摩尔比为1:1，完全溶解后升温至130℃，制得环氧树脂聚合物，测定其粘度为0.45dl/g；
(2)取上述制备树脂5g，加入活性稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯40g，完全溶解后，加入脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂20g，加入光引发剂2-苯基苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苄基)丁酮(369)1.0g，高速分散剂分散均匀，同时加入钛白粉10g，继续高速分散10min，最后加入封闭型聚氨酯树脂5g，过滤，取滤液制得涂料。
将本实施例中制备的改性涂料采用线棒涂膜，湿膜厚度为100μm，于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300mj/cm2，再于120℃烘箱中固化2min。
实施例5
涂料的制备方法：
(1)称取环氧树脂e20100g于三口烧瓶中，升温至100℃，加入四甲基氯化铵0.01g，完全溶解后，向反应体系中通入氮气，并加入少量的水，向反应体系中加入双酚a25.6g，环氧树脂e20与双酚a的摩尔比为1:1，完全溶解后升温至120℃，制得环氧树脂聚合物，测定其粘度为0.37dl/g；
(2)取上述制备树脂5g，加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30g，完全溶解后，加入脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂25g，加入光引发剂2-苯基苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苄基)丁酮(369)0.5g，高速分散剂分散均匀，同时加入钛白粉10g，继续高速分散10min，最后加入封闭型聚氨酯树脂5g，过滤，取滤液制得涂料。
将本实施例中制备的改性涂料采用线棒涂膜，湿膜厚度为100μm，于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300mj/cm2，再于120℃烘箱中固化2min。
实施例6
涂料的制备方法：
(1)称取环氧树脂e51100g于三口烧瓶中，升温至100℃，加入四甲基氯化铵0.01g，完全溶解后，向反应体系中通入氮气，并加入少量的水，向反应体系中加入双酚a116.2g，环氧树脂e51与双酚a的摩尔比为1:1，完全溶解后升温至130℃，制得环氧树脂聚合物，测定其粘度为0.25dl/g；
(2)取上述制备树脂5g，加入活性稀释剂三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯40g，完全溶解后，加入脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂30g，加入光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)0.5g，高速分散剂分散均匀，同时加入钛白粉10g，继续高速分散10min，最后加入封闭型聚氨酯树脂5g，过滤，取滤液制得涂料。
将本实施例中制备的改性涂料采用线棒涂膜，湿膜厚度为100μm，于装配365nm波长的led灯的履带式光固化机下固化，光强为300mj/cm2，再于120℃烘箱中固化2min。
实施例7
本实施例为实施例2-6中所制备的涂层性能测试结果：
冲击强度包括正冲和反冲，冲击强度表现了涂层的柔韧性和对底材的附着力。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围内。