本技术涉及功能高分子材料领域,特别是一种高效耐磨单组分水性聚氨酯涂料的制备方法及其应用。该技术通过结合多元醇和小分子二元醇的独特配方,开发出一种新型环保涂料,具有优异的耐磨性能和广泛的应用前景。
背景技术
水性聚氨酯具有优异的耐磨、耐擦伤力学性能,同时耐溶剂、耐辐射和优异的低温弹性,广泛应用于木器、电子电器、工程设备、汽车及皮革涂饰的水性涂料以及胶粘剂等领域。现有的单组份水性聚氨酯涂层耐磨性能较差,不能满足实际使用需求,需要对其进行结构设计,提高综合性能。本发明将双三嗪结构引入单组份聚氨酯分子链中,通过交联反应提高树脂的耐磨性能和其它机械性能。
通过在聚氨酯结构中构建交联网络,可以有效提高涂层力学性能,耐水性以及耐磨性能。Yu等人(Polym.Chem.,2016,7,3913–3922)使用三甲基丙烷-三-(β-n-氮丙啶基)丙酸盐(XR-100)作为交联剂,同时引入聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)和十二氟甲基丙烯酸庚酯(FMA),制备交联水性聚氨酯。通过交联改性以及引入硅氧烷和含氟单体,水性聚氨酯的综合性能有了明显提高:吸水率下降到3.48%,正庚烷溶胀率下降到1.02%,硬度达到6H,抗拉强度也提高到33.2MPa。但是氮丙啶类交联剂有毒且价格偏高,含氟单体在使用过程中会污染环境,不利于环境保护。Liang等人(Pro.Org.Coat.150(2021)105972)使用(3-(2-氨基乙基)氨基丙基)三甲氧基硅烷(AEAPTMS)作为交联剂制备交联水性聚氨酯,AEAPTMS的加入提高了材料的拉伸强度、耐水性,热稳定性和耐磨性能。
实现思路