[发明专利]一种可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，将香豆素衍生物、丙烯酸酯单体与聚氨酯预聚体共聚得到改性聚氨酯预聚体，进而得到改性水性聚氨酯乳液，固化成膜后即可，具体包括以下步骤：

步骤1，向反应器中加入二元醇低聚物和亲水扩链剂，加热熔化后，降温，加入异氰酸酯，然后加入催化剂，搅拌反应，得到聚氨酯预聚体；

步骤2，向所述的聚氨酯预聚体中加入香豆素衍生物和丙烯酸酯单体，在50~80℃下搅拌反应2~4小时，得到改性聚氨酯预聚体；

步骤3，将所述的改性聚氨酯预聚体降温后加入成盐试剂中和成盐；

步骤4，将所述的盐分散至水中，然后加入扩链剂进行扩链反应；

步骤5，向步骤4所得产物中加入引发剂进行自由基乳液聚合，脱除未反应的单体后制得改性水性聚氨酯乳液，固化成膜后得到所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层；

所述的香豆素衍生物为7-(2’-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4-甲基香豆素或7-(2’-丙烯酰氧基乙氧基)-4-甲基香豆素，所述的丙烯酸酯单体由甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上及甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中的一种或两种以上组成。

2.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，各反应物的质量份数为：异氰酸酯10~40份，二元醇低聚物15~46份，催化剂0.05~0.2份，亲水扩链剂3~8份，香豆素衍生物0.3~5份，丙烯酸酯单体15~45份，成盐试剂1~6份，扩链剂0.1~3份，引发剂0.1~2份。

3.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤3中，将所述的改性聚氨酯预聚体降温至30~60℃后加入成盐试剂中和成盐，所述的成盐试剂为三乙胺、氨水或氢氧化钠。

4.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤4中，将中和成盐后得到的预聚物在2000~6000 r/min的搅拌转速下剪切分散到水中乳化10~20 min，然后在5~40℃下加入扩链剂进行扩链反应0.5~2小时。

5.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤5中，自由基乳液聚合的反应条件为在20~40℃下反应1~3小时。

6.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的亲水扩链剂为二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸、二羟基半酯、二氨基苯甲酸、氨基酸、聚氧化乙烯二元醇、乙二氨乙磺酸钠、乙二氨己磺酸钠、3-双(羟基乙基)氨基丙烷磺酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述的二元醇低聚物为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚碳酸酯二元醇、聚碳酸亚丙酯二元醇中的一种或两种以上的混合物；所述的异氰酸酯为四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上的混合物；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基丁二胺或三亚乙基二胺。

7.根据权利要求1所述的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰，所述的步骤4中的扩链剂为乙二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、己二胺、肼、异佛尔酮二胺中的一种或两种以上。

8.权利要求1~7中任一项所述的方法制备得到的可通过紫外光自修复的水性聚氨酯涂层。