[发明专利]一种无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料及其制备工艺

权利要求书

1.一种无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料的制备工艺，其特征在于，包含以下步骤：

取以重量百分比计算的如下组分：

成膜物质A 30～50%

特种偶联剂改性的纳米粉体B 30～40%

环保溶剂C 10～20%

醋酸丁酯 3～7%

分散剂 0.5～2%

消泡剂 0.5～2%

各组分的重量百分比之和为100%；将以上组分高速分散后过滤得到所述无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料；

所述成膜物质A，其制备工艺包括：

步骤SA1，中间体环碳酸酯的合成：

（1）在装有电磁搅拌器、压力表、最大工作压力可达10MPA的爆破阀以及进/出气阀的高压釜中加入200份脂肪族环氧树脂、1.0份四丁基溴化胺，密封高压釜；

（2）打开电磁搅拌与搅拌冷凝装置，持续搅拌下升温至100℃，用99.99%纯度的CO₂气体置换3次，持续通风保持CO₂压力为1.0MPa反应5h；

（3）反应完成后，排空未反应的CO₂，冷却至60℃，关闭搅拌及冷凝装置，打开反应釜；将产物冷却至室温，研磨成粉状固体，获得所述中间体环碳酸酯；

步骤SA2，非异氰酸酯聚氨酯的合成：

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的反应容器中，一次性加入步骤SA1中计量的环碳酸酯、溶剂、1,6-己二胺、三乙胺，在25-45℃下搅拌反应8-20h，静置一夜，除去溶剂得到淡黄色透明粘稠状产物；所述脂肪族环氧树脂选自3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯以及4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯中的一种或几种；在步骤SA2中，所述的溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、1,4-二氧六环、四氢呋喃以及乙酸乙酯中的一种或几种；在步骤SA2中，所述的环碳酸酯与1,6-己二胺物质的量之比1:0.5～2；

所述的特种偶联剂改性的纳米粉体B，其制备工艺为：

步骤SB1，制备一种含聚氨酯结构的硅烷偶联剂E：

具体的，用缩水甘油醚和高纯二氧化碳在120℃，0.5MPa压力，20～60 h，在催化剂条件下反应制得环碳酸酯D，将D与具有端氨基的硅烷偶联剂在30～45℃搅拌反应5～20h，得到含聚氨酯结构的硅烷偶联剂E；

步骤SB2，在选自纳米氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锌和纳米氧化硅中的一种或几种的纳米粉体中按一定配比添加含偶联剂E的乙醇溶液，将纳米粉体在高速混合机中进行表面改性，混合0.5～1h后取出烘干，得到和成膜物质具有良好相容性的粉体，以增加涂层的耐磨性。

2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：所述的消泡剂选自氟改性聚硅氧烷、硅类聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：所述的分散剂是聚丙烯酸钠盐，聚乙烯醇、木质素磺酸钠、三聚磷酸钠中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：所述的环保溶剂C为异构烷烃。

5.一种无异氰酸酯的高耐磨性聚氨酯涂料，其特征在于：由上述任一项权利要求所述的制备工艺制成。