本發明專利技術公開了一種自修復聚氨酯涂料的制備方法，取羥基苯硼酸與乙醇胺在30℃~50℃溫度范圍反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的化合物，將化合物與二異氰酸酯在氮氣氛圍下反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能化合物；選取聚酯多元醇和/或聚醚多元醇真空脫水，加入催化劑和異氰酸酯，惰性氣體中經攪拌再加入功能化合物，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能聚氨酯；將功能聚氨酯溶于N,N二甲基甲酰胺溶劑中，添加流平劑配置得到自修復聚氨酯涂料，具有力學和自修復效率高的特點。和自修復效率高的特點。
【技術實現步驟摘要】
一種自修復聚氨酯涂料及其制備方法
[0001]本專利技術涉及一種自修復聚氨酯涂料及其制備方法，屬于高分子涂料
技術介紹
[0002]涂料作為一種對基體材料起到保護和裝飾作用的涂層材料，在工業生產和日常生活的各個方面都有廣泛的應用。但是由于自身物理化學性能和環境因素的影響，在涂層上不可避免地會出現一些肉眼看不到的小裂縫，這些微裂紋在空氣、水分和鹽分等腐蝕性介質中暴露會不斷擴散，導致涂層從基材上剝落，大大縮減了涂層的保護壽命及裝飾效果。目前，通過優化涂料配方、成膜樹脂制備工藝、涂料調制和固化工藝和添加改性劑等方法提高涂層的物理化學性能實現延長涂層壽命，但目前提高涂層性能的方法存在工藝復雜、改性劑與涂層相容性差和成本高等不足。
[0003]自修復涂料是智能材料的一個分支，它模擬生物體損傷自修復的機理，對材料在使用過程中產生的損傷進行自我修復。在眾多自修復材料中，能夠保護基底并能賦予基底特殊性能的自修復涂層的研究與開發已成為科學界關注的熱點，尤其是在一些具有苛刻條件，難于維修保養的高尖端領域如航空航天和軍事海洋中應用的特種涂層，海洋鉆井平臺及地下石油管道等防腐涂層等領域都有著迫切的需求。目前自修復涂層按修復類型劃分主要包括外援型自修復涂層和本征型自修復涂層。外援型自修復涂層是指在涂層基體中通過引入外加組分如含有修復劑體系的微膠囊和微脈管等實現自修復功能，該方法需將各種修復劑體系預先包埋，然后添加到基體中，材料受損時，在外界刺激(力、pH值、溫度等)作用下導致損傷區域的修復劑釋放，從而實現自修復。本征型自修復是不需外加修復體系，而是涂層材料本身含有特殊的化學鍵或其它物理化學性質如可逆共價鍵、非共價鍵、分子擴散等實現自修復功能。該方法不依賴于修復劑，省去了預先修復劑包埋技術等復雜步驟，且對基體性能影響小，但對涂層基體材料分子結構設計是該方法面臨的最大挑戰。
技術實現思路
[0004]本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足，通過分子結構設計了一種基于含氮硼內配位硼酯鍵的自修復聚氨酯涂料及其制備方法，提高涂料的使用安性能及壽命。
[0005]為達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：
[0006]本專利技術提供一種自修復聚氨酯涂料制備方法，包括如下步驟：
[0007]取羥基苯硼酸與乙醇胺在30℃～50℃溫度范圍反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的化合物；
[0008]將化合物與二異氰酸酯在氮氣氛圍下反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能化合物；
[0009]選取聚酯多元醇和/或聚醚多元醇真空脫水，加入催化劑和異氰酸酯，惰性氣體中經攪拌再加入功能化合物，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能聚氨酯，賦予功能聚氨酯良好自修復性能；
[0010]將功能聚氨酯溶于N,N二甲基甲酰胺溶劑中，添加流平劑，配置得到自修復聚氨酯涂料，有效改善了聚氨酯涂料由于老化等原因出現的開裂問題，提高使用安全性及使用壽命。
[0011]進一步的，所述羥基苯硼酸為4
?
羥基苯硼酸、3
?
羥基苯硼酸和2
?
羥基苯硼酸中的任意一種或多種。
[0012]進一步的，所述乙醇胺為二乙醇胺和/或三乙醇胺。
[0013]進一步的，所述化合物與二異氰酸酯的摩爾比范圍為1:1.8～2.2。
[0014]進一步的，所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇、異氰酸酯及功能化合物的摩爾比范圍為1:(1.2～2.4):1。
[0015]進一步的，所述聚酯多元醇為聚己二酸丁二醇酯二醇，所述聚醚多元醇為聚四氫呋喃醚二醇和/或聚丙二醇。
[0016]進一步的，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種或幾種。
[0017]進一步的，所述真空脫水時設置溫度為120℃，攪拌時間為4
?
6h，攪拌速度為200
?
300r/min。
[0018]進一步的，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0019]本專利技術還提供一種自修復聚氨酯涂料，根據上述任一權利要求所述的一種自修復聚氨酯涂料制備方法制得。
[0020]與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果：
[0021]本專利技術提供了一種自修復聚氨酯涂料的制備方法，通過選取聚酯多元醇和/或聚醚多元醇真空脫水和異氰酸酯反應，并引入含氮硼內配位硼酯鍵的功能化合物為擴鏈劑，制備含氮硼內配位硼酯鍵的功能聚氨酯，賦予功能聚氨酯良好自修復性能；且氮和環硼二脂內配位提高了聚氨酯涂料的穩定性以及耐熱性能，有效改善了聚氨酯涂料由于老化等原因出現的開裂問題，提高使用安全性及使用壽命；
[0022]通過本方明方法制得的自修復聚氨酯涂料，附著力強，耐磨性達到0級，表面劃痕修復效率為90％以上。
具體實施方式
[0023]下面對本專利技術作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術的技術方案，而不能以此來限制本專利技術的保護范圍。
[0024]在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
[0025]本專利技術提供一種自修復聚氨酯涂料制備方法，包括如下步驟：
[0026]取羥基苯硼酸與乙醇胺在30℃～50℃溫度范圍反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的化合物；
[0027]將化合物與二異氰酸酯在氮氣氛圍下反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能化合物；
[0028]選取聚酯多元醇和/或聚醚多元醇真空脫水，加入催化劑和異氰酸酯，惰性氣體中經攪拌再加入功能化合物，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能聚氨酯；
[0029]將功能聚氨酯溶于N,N二甲基甲酰胺溶劑中，添加流平劑，配置得到自修復聚氨酯涂料。
[0030]具體可實施的，本專利技術取羥基苯硼酸與乙醇胺優選在40℃反應。
[0031]實施例一：
[0032]按照摩爾比1:1.1稱取4
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羥甲基苯硼酸(HPBA)和二乙醇胺(DEA)，溶于有機溶劑N,N二甲基甲酰胺(DMF)中，40℃攪拌反應2h，90℃真空蒸餾去除DMF，經洗滌干燥后得含氮硼內配位硼酯基化合物(NCBC)。按照1:1.8的比例稱取二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和NCBC，溶于DMF中，100℃氮氣氛圍下反應2h，得含硼酯鍵的擴鏈劑(MN)。
[0033]按照1:2.4:1的摩爾比稱取分子量為1000的聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG)、MDI和MN。先將PTMEG在120℃下真空脫水2h，然后加入MDI及二月桂二丁基錫做催化劑，體系穩定后升溫至85℃反應2h，加入硼酯基擴鏈劑MN反應5min后放入真空烘箱中進一步反應至完全，干燥得到功能聚氨酯。
[0034]將得到的功能聚氨酯按不同固含量溶于DMF中，加入流平劑等助劑，攪拌均勻，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種自修復聚氨酯涂料制備方法，其特征在于，包括如下步驟：取羥基苯硼酸與乙醇胺在30℃～50℃溫度范圍反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的化合物；將化合物與二異氰酸酯在氮氣氛圍下反應，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能化合物；選取聚酯多元醇和/或聚醚多元醇真空脫水，加入催化劑和異氰酸酯，惰性氣體中經攪拌再加入功能化合物，制得含氮硼內配位硼酯鍵的功能聚氨酯；將功能聚氨酯溶于N,N二甲基甲酰胺溶劑中，添加流平劑，配置得到自修復聚氨酯涂料。2.根據權利要求1所述的一種自修復聚氨酯涂料制備方法，其特征在于，所述羥基苯硼酸為4
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羥基苯硼酸、3
?
羥基苯硼酸和2
?
羥基苯硼酸中的任意一種或多種。3.根據權利要求1所述的一種自修復聚氨酯涂料制備方法，其特征在于，所述乙醇胺為二乙醇胺和/或三乙醇胺。4.根據權利要求1所述的一種自修復聚氨酯涂料制備方法，其特征在于，所述化合物與二異氰酸酯的摩爾比范圍為1:1.8～2.2。5.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔舉慶，許睿，何磊，王鼎，馮富奇，劉方方，笪國威，馬媛媛，柏江鈴，
申請(專利權)人：南京林業大學，
類型：發明
國別省市：
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