专利名称：非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于有机高分子材料领域，尤其涉及一种非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料及其制备方法和在涂装中的应用。
背景技术：
聚氨酯在工业和生活中具有举足轻重的作用，目前聚氨酯涂料多由多异氰酸酯和多元醇反应制备，聚醚多元醇与多异氰酸酯反应生产出的聚氨酯产品可以具有高承载和高模量、改善制品的物理和机械性能、而且拓展配方的宽容度，广泛应用于生产高承载软泡、 高回弹软泡及半硬泡、硬泡、整皮泡沫、微孔弹性体、粘合剂、涂料等产品。但是，在制备中使用高毒性的异氰酸酯材料，而且制备多异氰酸酯的原料光气毒性更大，这给人类的健康和环境带来危害。此外，多异氰酸酯聚氨酯在应用上也有种种局限性，如多异氰酸酯对环境中湿气敏感，与水反应生成二氧化碳气体，导致涂层气泡和封闭性降低，从而影响其耐化学介质性和装饰性；聚氨酯的主链上固有的氨基甲酸酯键耐水解性有限，从而限制了聚氨酯涂料在防腐领域的应用。非异氰酸酯聚氨酯(Nonisocyanate Polyurethane, NIPU)不仅在制备过程中不使用高毒性和湿敏性物质的多异氰酸酯，而且从分子结构上弥补了传统聚氨酯中的弱键结构，耐化学性、耐水解性以及抗渗透性均比较优异。随着“清洁生产工艺”的提倡，非异氰酸酯聚氨酯有着广阔的应用前景，降低其生产成本，简化工艺迫在眉睫。作为预涂金属材料，要求涂膜具有较好的附着力、机械性能、耐水性能、耐汽油性、 耐盐雾等多种性能。环氧树脂和聚氨酯树脂作为两类重要的涂料基料，它们近年来发展十分迅速。环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有高模量、高强度和热稳定性好等优点，但因环氧树脂属于交联度很高的热固性材料，呈三维网状结构，内应力极大，固化后脆性较大、韧性不足、耐冲击性差且容易开裂，在一些应用中受到很大的限制。因此，单一的聚氨酯或环氧树脂(EP)在某些性能上难以满足应用需要，对其改性以提高性能的研究日益受到人们的重视。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料及其制备方法和在涂装中的应用，旨在解决多异氰酸酯聚氨酯污染性高和现有非异氰酸酯聚氨酯成本高给应用开发带来不便的问题。本发明实施例是这样实现的，一种非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料，所述材料由非异氰酸酯聚氨酯和环氧树脂反应制备，所述非异氰酸酯聚氨酯的结构式为
权利要求
1.一种非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料，所述材料由非异氰酸酯聚氨酯和环氧树脂进行交联杂化反应制备，所述非异氰酸酯聚氨酯的结构式为
2.如权利要求1所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
3.如权利要求1-2任一项所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，所述方法包括下述步骤制备聚乙二醇聚丙二醇环碳酸酯；利用所述聚乙二醇聚丙二醇环碳酸酯和多元胺反应制备非异氰酸酯聚氨酯，所述非异氰酸酯聚氨酯的结构式为
4.如权利要求3所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇聚丙二醇环碳酸酯的制备包括下述步骤由聚乙二醇和环氧丙烷反应制备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环氧氯丙烷反应制备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应制备聚乙二醇聚丙二醇环碳酸酯。
5.如权利要求4所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，其特征在于， 所述聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物和环氧氯丙烷的反应是在40-60°C预混反应物，然后在 80-90°C下，滴加碱性催化剂进行的。
6.如权利要求4所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，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应是以单丁基化锡为催化剂，在65-70°C的温度下进行的。
7.如权利要求4所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600中的至少一种。
8.如权利要求3所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，其特征在于，所述多元胺为二乙烯三胺或三乙烯四胺。
9.如权利要求3所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇聚丙二醇环碳酸酯和多元胺的反应是在70-80°C下反应7- 制备的。
10.如权利要求1或2所述的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料在涂装中的应用。
全文摘要
本发明适用于涂装领域，提供一种非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料及其制备方法，所述材料由非异氰酸酯聚氨酯和环氧树脂进行交联杂化反应制备。本发明还提供了该非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂材料在涂装中的应用，该材料形成的涂膜具有良好的机械性能、耐水性能、耐汽油性能及耐盐雾性能，对底材有优异的附着力。
文档编号C09D163/02GK102336891SQ201010230830
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘波, 吕维忠, 周莉, 张余英, 曾伟华, 罗善锴, 肖增钧, 赵彦芝 申请人:深圳大学