一种用于SMC基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料加工领域，具体涉及一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法。

背景技术：

1、smc是一种复合材料，属于玻璃钢的一种，主要原料由gf(专用纱)、md(填料)及各种助剂组成。smc材质具有非常优良的性能特点，在实际运用中，这种材质常做成常用部件，有绝对的密封防水性能、防腐蚀性能、电绝缘性，外表美观，使用寿命长。汽车行业用的smc复合材料，采用高温高压一次成型，具有高耐形变性和耐温性，可以满足汽车工业的要求。

2、smc复合材料国外采用高温单组份涂料烘漆，需要120-140℃烘烤，低于120-140℃烘烤树脂不交联、不干。我国一些生产线在设计时考虑能耗和碳排放及涂装线工程造价等问题，采用低温双组份涂料80℃烘烤，但低温烘烤不适于单涂层涂装工艺。

技术实现思路

1、为了改善低温烘烤不适于单涂层涂装工艺的缺陷，本技术提供一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，采用如下技术方案实现：

3、一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，由主剂和固化剂组成，按重量份计，所述主剂包括聚天门冬氨酸酯树脂18-32份、酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂18-32份、树脂添加剂3-12份、颜料2-2.5份、功能性填料4-22份、助剂1-1.5份和溶剂15-31.5份；所述固化剂包括异氰酸酯三聚体41.2-43.5份、聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物2.3-4.6份、溶剂3-4份和吸水剂0.3-0.4份；所述主剂和固化剂的质量比为100:(44.39-57.75)。

4、通过采用上述技术方案，酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的加入，使聚天门冬氨酸酯聚脲涂料喷涂后，可以加快水解的反应速度，降低生产线烘烤温度，在80℃烘烤30min即可，可以达到降耗节能和提高smc基材工件链速的效果。

5、酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂有更低的粘度，延长了适用期，延缓了粘度增长速率，提高了对smc基材的润湿性。聚天门冬氨酸酯树脂和酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的复合使用，通过与异氰酸酯三聚体、聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物交联形成致密的三维网状结构，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力，还能提高聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐老化性、耐磨性和耐高低温交替性。

6、树脂添加剂的加入，在形成高交联密度的同时可以有效降低涂层内应力，从而有利于聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的附着力。

7、固化剂中通过加入聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物，赋予涂层良好韧性的同时进一步提升聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力，使涂层综合性能大幅提升。

8、本技术提供的用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，利用聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的高交联密度，提升涂膜高耐磨性、高抗划伤性。利用聚天门冬氨酸酯聚脲本身所具有的高耐候性及高装饰性，使涂膜达到底面合一，涂膜具有极好的附着与防护的同时兼具优异的装饰性。

9、优选的，所述酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的结构简式为

10、

11、其中，r1为1-8个碳原子的烷基，r2为二价烃基，r3和r4为相互独立地表示为单价脂肪族、环脂族或者芳脂族残基，且r4和r5不具有叔胺氮。

12、通过采用上述技术方案，酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂引入亚胺基团，降低了聚天门冬氨酸酯树脂与异氰酸酯的反应速度，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐水解能力和储存稳定性，对smc基材具有优异的润湿效果，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力。

13、优选的，所述酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的制备步骤，包括如下步骤：

14、先将马来酸酯滴加入脂肪胺中，控制温度60-70℃反应12-48小时，得到反应液；

15、再将酮类化合物加入所述反应液中，控制温度80-150℃反应2-12小时，反应完全后，得酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂；

16、所述脂肪胺与马来酸酯及酮类化合物的物质的量之比为1:(1-1.4):(0.7-1.1)。

17、优选的，所述脂肪胺与马来酸酯及酮类化合物的物质的量之比为1:1.4:0.7。

18、本技术中，所述脂肪胺选自4,4'-二氨基二环己基甲烷、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、2-甲基戊二胺、异佛尔酮二胺、甲基环己二胺和聚醚胺d230中的一种；优选的，所述脂肪胺为4,4'-二氨基二环己基甲烷。

19、本技术中，所述马来酸酯选自马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丙酯和马来酸二丁酯中的一种；优选的，所述马来酸酯为马来酸二乙酯。

20、本技术中，所述酮类化合物选自丁酮、甲基异丙基酮和甲基异丁酮中的一种；优选的，所述酮类化合物为甲基异丁基酮。

21、优选的，所述聚天门冬氨酸酯树脂和酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的质量比为1:1.5。

22、通过采用上述技术方案，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料具有优异的耐老化性、耐磨性和抗刮伤性，且聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力好。

23、优选的，一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，由主剂和固化剂组成，按重量份计，所述主剂包括聚天门冬氨酸酯树脂20份、酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂30份、树脂添加剂6.5份、颜料2.5份、功能性填料14.5份、助剂1.4份和溶剂21.3份；所述固化剂包括异氰酸酯三聚体43.5份、聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物2.3份、溶剂3.7份和吸水剂0.3份；所述主剂和固化剂的质量比为100:49.59。

24、优选的，所述树脂添加剂选自硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂中的一种或多种。

25、通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂作为树脂添加剂，有利于提高漆膜的附着力，在形成高交联密度的同时降低涂层内应力，进一步提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的附着力，从而提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐盐雾性、耐湿热性和耐高低温交替性。

26、本技术中，所述硅烷偶联剂选自kh-560、kh-550、kh-570中的一种或多种；优选的，所述硅烷偶联剂为kh-560。

27、本技术中，所述聚酯多元醇树脂选自聚酯多元醇树脂168ss-80、聚酯多元醇树脂addbond lth、聚酯多元醇树脂addbond ltw、聚酯多元醇树脂xcp-1000h、聚酯多元醇树脂xcp-2000h和聚酯多元醇树脂xcp-3000h中的一种；优选的，所述聚酯多元醇树脂选自聚酯多元醇树脂168ss-80、聚酯多元醇树脂addbond lth和聚酯多元醇树脂addbond ltw中的一种或多种。

28、本技术中，所述羟基丙烯酸树脂选自羟基丙烯酸树脂cfu2450b、羟基丙烯酸树脂bs526和羟基丙烯酸树脂bs5766中的一种或多种；优选的，所述羟基丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂bs5766。

29、优选的，所述树脂添加剂由硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂按质量比1:(3-10):(5-20)混合而成。

30、通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂三者复配的树脂添加剂，树脂之间的相容性更好，在形成高交联密度的同时可以更有效降低涂层内应力，从而进一步提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力。

31、更优选的，所述硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂的质量比为1:7:13。

32、通过采用上述技术方案，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力更高，附着力稳定性更好。

33、优选的，所述功能性填料为聚氨酯微球和ed30消光粉的混合物。

34、通过采用上述技术方案，聚氨酯微球是一种树脂，具有优异的耐候性和抗划伤性能。ed30消光粉是经过表面处理的二氧化硅，具有优异的消光、耐磨、抗划伤、耐候作用。聚氨酯微球和ed30消光粉复配的功能性填料，与一般填料相比，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐候、耐磨性，漆膜无划痕。

35、优选的，所述聚氨酯微球和ed30消光粉的质量比为1:(0.4-0.5)；更优选的，所述聚氨酯微球和ed30消光粉的质量比为1:0.45。

36、优选的，所述主剂还包括沉淀硫酸钡3.5-4重量份。

37、本技术中，所述沉淀硫酸钡是常用的普通填料，加入该填料耐化学性好，稳定。起到漆膜骨架作用漆膜丰满。

38、优选的，所述助剂包括分散剂、消泡剂和流平剂。

39、本技术中，所述分散剂、消泡剂和流平剂的质量比为(0.7-0.9):(0.2-0.4):(0.2-0.4)；优选的，所述分散剂、消泡剂和流平剂的质量比为0.8:0.3:0.3。

40、本技术中，所述分散剂选自分散剂byk-163、分散剂efka4061和亨斯迈l207分散剂中的一种或多种。

41、优选的，所述分散剂为分散剂byk-163或分散剂efka4061。

42、本技术中，所述消泡剂选自消泡剂byk-054、赢创迪高脱泡剂airex900和熙普消泡剂100n中的一种或多种。

43、优选的，所述消泡剂为消泡剂byk-054和赢创高脱泡剂airex900的混合物。

44、优选的，所述消泡剂byk-054和赢创迪高脱泡剂airex900的质量比为(0.15-0.25):0.1；更优选的，所述消泡剂byk-054和赢创迪高脱泡剂airex900的质量比为0.2:0.1。

45、本技术中，所述流平剂选自流平剂byk-300、流平剂byk-306、流平剂byk-307、流平剂byk-333、流平剂byk-342、流平剂byk-358和byk-378中的一种或多种。

46、优选的，所述流平剂为流平剂byk-300。

47、本技术中，所述聚天门冬氨酸酯树脂选自飞扬骏研天冬树脂f420、飞扬骏研天冬树脂f421和飞扬骏研天冬树脂f520中的一种或多种。

48、优选的，所述聚天门冬氨酸酯树脂为f421和/或飞扬骏研天冬树脂f520。

49、本技术中，所述颜料为碳黑或钛白粉。

50、本技术中，所述主剂中的溶剂为二甲苯、丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。

51、优选的，所述主剂中的溶剂由二甲苯、丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按体积比4:4:2混合而成。

52、本技术中，所述异氰酸酯三聚体为hdi三聚体和/或ipdi三聚体。

53、优选的，所述异氰酸酯三聚体为hdi三聚体。

54、优选的，所述hdi三聚体为ht-100或tpa-100。

55、本技术中，所述聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物为飞扬骏研gb905a-85。

56、通过聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物的引入，赋予涂层良好韧性的同时进一步提升聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力，使涂层综合性能大幅提升。

57、本技术中，所述固化剂中的溶剂为丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。

58、优选的，所述固化剂中的溶剂由丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按体积比7:3混合而成。

59、本技术中，所述吸水剂为吸水剂ti或sylosiv a3粉。

60、优选的，所述吸水剂为吸水剂ti。

61、第二方面，本技术提供一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的制备方法，采用如下技术方案实现：

62、一种用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的制备方法，包括如下步骤：

63、主剂的制备：将聚天门冬氨酸酯树脂、酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂、树脂添加剂、颜料、分散剂和溶剂混合，搅拌均匀，研磨，然后加入功能性填料、消泡剂和流平剂，混合，搅拌均匀，得主剂；

64、固化剂的制备：将异氰酸酯三聚体、聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物、溶剂和吸水剂混合，搅拌均匀，得固化剂；

65、将主剂和固化剂混合，得用于smc基材聚天门冬氨酸酯聚脲涂料。

66、综上所述，本技术具有以下有益效果：

67、1、本技术采用酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂有更低的粘度，延长了适用期，延缓了粘度增长速率，提高了对smc基材的润湿性。聚天门冬氨酸酯树脂和酮亚胺改性聚天门冬氨酸酯树脂的复合使用，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力，还能提高聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐老化性、耐磨性和耐高低温交替性，同时还可以降低生产线烘烤温度，达到降耗节能和提高smc基材工件链速的效果。

68、2、本技术采用硅烷偶联剂、聚酯多元醇树脂和羟基丙烯酸树脂三者复配的树脂添加剂，树脂之间的相容性更好，在形成高交联密度的同时可以更有效降低涂层内应力，进一步提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的附着力，从而提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐盐雾性、耐湿热性和耐高低温交替性。

69、3、本技术采用聚氨酯微球和ed30消光粉复配的功能性填料，与一般填料相比，提高了聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的耐候、耐磨性，漆膜无划痕。

70、4、本技术采用含聚酯改性的弹性异氰酸酯预聚物的固化剂，赋予涂层良好韧性的同时进一步提升聚天门冬氨酸酯聚脲涂料与smc基材的附着力，使涂层综合性能大幅提升。