一种高耐磨硬化涂液组合物及其生产工艺的制作方法

本发明涉及高分子涂料，具体涉及一种高耐磨硬化涂液组合物及其生产工艺。

背景技术：

1、硬化涂液是一种由树脂、硬化剂、颜料、溶剂以及一些助剂等混合后形成均匀的液体，涂布于基材之上硬化后为基材提供保护以及装饰作用的涂料，近些年来，硬化涂料主要被应用于汽车、建筑、家具等多个行业，在汽车行业中，硬化涂液主要应用于对车身的保护以及赋予车身美观的光泽感，这就需要硬化涂液能够具有优异的耐磨性与抗氧化的能力，防止车身被刮花以及长时间使用产生氧化变色的现象；在建筑行业中，硬化涂液主要应用于混凝土、钢铁等材料的表面保护，这就需要具有良好的耐腐蚀性能，防止钢铁在长时间使用时发生锈蚀现象；在家具行业中，硬化涂液需要增强木材表面的耐磨性和硬度，从而延长家具的使用寿命。

2、然而现阶段很难有一种硬化涂液能够满足多个领域的使用要求，并且随着现代科学技术的发展，传统的硬化涂液已经跟不上工业发展的脚步，相比较而言，丙烯酸酯类涂料由于其具有良好的耐热性、光泽度以及施工简单的特点成为硬化涂料使用最为广泛的原料之一，但是普通的丙烯酸酯类硬化涂料在硬化时收缩应力加大，韧性低脆性大，容易产生裂纹，并且会影响到与基体材料的附着力，为了解决这一问题，申请号为cn105176377b的专利公开了一种双重固化微凹涂布硬化液和含硬化涂层的pet硬化膜，通过丙烯酸酯类低聚物与聚氨酯型丙烯酸酯复合，采用双重固化技术使得硬化液在未经过处理的pet基材表面具有优异的耐磨性和附着力，但是该专利制备出来的硬化涂料虽然耐磨性好附着力强，却依旧不能满足多个领域的使用要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高耐磨硬化涂液组合物的及其生产工艺，解决了以下几点技术问题：（1）传统的硬化涂液耐磨性不强，耐腐蚀与抗氧化能力不足，难以满足多种领域使用要求的问题；（2）传统的硬化涂液由于硬化时收缩应力大导致与基体附着力较差，长时间使用容易脱落的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高耐磨硬化涂液组合物，包括以下重量份的原料：15-20份甲基丙烯酸甲酯、12-25份甲基丙烯酸异冰片酯、8-12份全氟己基乙基丙烯酸酯、6-10份抗氧化聚酯树脂、5-8份耐磨型交联剂、3-5份流平剂、1-3份光引发剂、50-80份甲苯；所述抗氧化聚酯树脂是通过羟基聚酯树脂与烯丙基缩水甘油醚发生开环反应后，再与香草酸发生酯化反应制得。

4、进一步地，所述流平剂为硅氧烷流平剂、聚氨酯流平剂中的任意一种；所述光引发剂为光引发剂184、光引发剂4215中的任意一种。

5、进一步地，所述抗氧化聚酯树脂的制备，包括以下步骤：

6、s1:将羟基聚酯树脂置于n,n-二甲基甲酰胺中，充分搅拌后，加入烯丙基缩水甘油醚与催化剂，升温至70-80℃，充分反应3-5h，减压蒸馏后收集产物，得到改性聚酯树脂；

7、s2：将改性聚酯树脂置于甲苯中，充分搅拌后加入香草酸与对甲苯磺酸，升温反应,旋转蒸发除去溶剂后收集产物，得到抗氧化聚酯树脂。

8、本方案中，在催化剂的作用下，羟基聚酯树脂结构中的羟基和烯丙基缩水甘油醚结构中的环氧基团发生开环反应得到改性聚酯树脂，再在对甲苯磺酸的作用下，改性聚酯树脂结构中的羟基与香草酸结构中的羧基发生酯化反应，得到抗氧化聚酯树脂。该种抗氧化聚酯树脂结构中具有不饱和双键，与涂液基体混合后，能够参与涂料的固化反应中，提升与基体的相容性，其结构中具有大量的酯键，具有一定的耐磨性，结构中的醚键能够有效地增强涂料的韧性以及附着能力，能够防止涂料在长期使用时由于附着力差导致的涂层脱落问题，同时在其结构中引入的香草酸具有优异的抗氧化能力，能够有效的提升涂料的抗老化性能，显著延长涂料的使用寿命。

9、进一步地，步骤s1中，所述催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氢氧化铵中的任意一种。

10、进一步地，步骤s2中，所述升温反应温度为90-100℃，时间为5-8h。

11、进一步地，所述耐磨型交联剂的制备，包括以下步骤：

12、ss1:将端羟基聚丁二烯与5-溴-2-呋喃甲酸置于二甲苯中，充分混合后，加入对甲苯磺酸，升温至95-105℃反应6-8h，收集产物得到改性聚丁二烯；

13、ss2：将改性聚丁二烯置于甲苯中，充分混合后，加入二烯丙基胺与三乙胺，升温至60-70℃反应2-5h,除去溶剂后收集产物，得到耐磨型交联剂。

14、本方案中，在对甲苯磺酸的作用下，端羟基聚丁二烯结构中的羟基和5-溴-2-呋喃甲酸结构中的羧基发生酯化反应，得到改性聚丁二烯，再在三乙胺的作用下，改性聚丁二烯结构中的活性溴与二烯丙基胺结构中的亚胺基团发生取代反应，得到耐磨型交联剂，该种耐磨型交联剂两端分别具有两个活性烯基，能够在涂液固化进程中发挥交联作用，使得涂液基体间产生网络状结构，增强涂液的内聚力，提升形成涂层的致密性，从而提升涂层的耐磨性，其结构中具有的柔性链段能够提升涂液的柔韧性，有效防止固化时的应力变化导致涂层出现裂痕的现象，在结构中引入的呋喃基团具有优异的耐腐蚀作用，能够有效的提升涂层的耐腐蚀能力与耐磨性，与形成的交联网络产生协效作用共同提升涂液的耐腐蚀性能以及耐磨性，有效扩展了涂液的使用领域，并且具有长久的使用寿命。

15、进一步地，步骤ss1中，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.47-0.53mmol/g。

16、一种高耐磨硬化涂液组合物的生产工艺，包括以下步骤：

17、将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、抗氧化聚酯树脂、耐磨型交联剂、流平剂、光引发剂置于甲苯中，室温下搅拌均匀，静置消泡后，得到硬化涂液组合物。

18、本发明的有益效果：

19、本发明通过制备抗氧化聚酯树脂与耐磨型交联剂参与到硬化涂液组合物的生产工艺中，使得制备出来的硬化涂液组合物耐盐雾性能高达2300h，附着力高达14mpa，平均磨耗量低至2.1mg/1000r,断裂伸长率高达138%，经过老化处理后涂层无变化，具有优异的耐腐蚀性能、附着力、耐磨性、韧性以及抗氧化能力，能够满足多种环境的使用需求，并且具有长久的使用寿命。

20、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，包括以下重量份的原料：15-20份甲基丙烯酸甲酯、12-25份甲基丙烯酸异冰片酯、8-12份全氟己基乙基丙烯酸酯、6-10份抗氧化聚酯树脂、5-8份耐磨型交联剂、3-5份流平剂、1-3份光引发剂、50-80份甲苯；所述抗氧化聚酯树脂是通过羟基聚酯树脂与烯丙基缩水甘油醚发生开环反应后，再与香草酸发生酯化反应制得。

2.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，所述流平剂为硅氧烷流平剂、聚氨酯流平剂中的任意一种；所述光引发剂为光引发剂184、光引发剂4215中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，所述抗氧化聚酯树脂的制备，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，步骤s1中，所述催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氢氧化铵中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，步骤s2中，所述升温反应温度为90-100℃，时间为5-8h。

6.根据权利要求1所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，所述耐磨型交联剂的制备，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种高耐磨硬化涂液组合物，其特征在于，步骤ss1中，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.47-0.53mmol/g。

8.一种如权利要求1所述的高耐磨硬化涂液组合物的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及高分子涂料技术领域，公开了一种高耐磨硬化涂液组合物及其生产工艺。该种硬化涂液组合物，包括以下原料：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、抗氧化聚酯树脂、耐磨型交联剂、流平剂、光引发剂、甲苯；其中，抗氧化聚酯树脂是通过羟基聚酯树脂与烯丙基缩水甘油醚发生开环反应后，再与香草酸发生酯化反应制得；将抗氧化聚酯树脂与耐磨型交联剂参与到硬化涂液的生产工艺中，使得制备出来的硬化涂液具有优异的耐腐蚀性、附着力、耐磨性、韧性以及抗氧化能力，不但可以满足多个领域的使用需求还具有长久的使用寿命。技术研发人员：余正波,程承敏,李黄黄,李兵兵,戴孟华受保护的技术使用者：江西昊泽光学膜科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4