[发明专利]一种中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯的制备方法及应用，制备方法为：（1）将中空玻璃微珠浸渍于碱溶液中，搅拌反应后过滤、清洗得到羟基化中空玻璃微珠；（2）将羟基化中空玻璃微珠加入溶剂中，并加入氨基硅烷偶联剂，75~85℃下反应3~5h；（3）降温至35~45℃，滴加马来酸烷基酯和N烷基马来酰亚胺，升温至55~80℃反应10~30h后加入环氧基硅烷偶联剂，60~80℃下反应2~4h，脱除溶剂后得到中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯。本发明将聚天门冬氨酸酯修饰在中空玻璃微珠表面，将其用于PAE聚脲涂料中，涂层不易产生气泡，且能有效提高涂层的力学性能、耐候性、隔音性及防滑性等使用性能。

技术领域

本发明涉及聚合物和高分子涂料领域，尤其是涉及一种中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯的制备方法及应用。

背景技术

聚天门冬氨酸酯树脂是一类特殊的位阻型仲胺类化合物，其空间位阻和诱导效应共同作用，使仲胺与-NCO反应时的活性降低，相比传统的聚脲材料，具有更长的施工时间、更高的漆膜附着力。聚天门冬氨酸酯树脂搭配脂肪族异氰酸酯固化剂，制备成的聚天门冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)涂料具备优异的力学性能及耐老化性能，相比一般的羟基树脂和环氧树脂，具有更优异的干燥速度。

现有技术中的聚天门冬氨酸酯一般通过马来酸二烷基酯与脂肪伯胺类反应得到，例如，在中国专利文献上公开的“一种新结构的天门冬氨酸酯树脂及聚脲涂料其制备方法、应用”，其公开号CN109912442A，该天门冬氨酸酯树脂使用不饱和二元羧酸酯和不饱和单羧酸酯与伯氨基化合物之间进行迈克尔加成反应，其中不饱和二元羧酸酯为马来酸二烷基酯或富马酸二烷基酯；不饱和单羧酸酯为丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。

然而使用现有技术中的聚天门冬氨酸酯制得的PAE聚脲涂料施工时涂层中易产生气泡，且固化后的涂层力学性能、耐候性及保温隔热性能不佳，不利于涂料的使用。

发明内容

本发明是为了克服使用现有技术中的聚天门冬氨酸酯制得的PAE聚脲涂料施工时涂层中易产生气泡，且固化后的涂层力学性能、耐候性及保温隔热性能不佳的问题，提供一种中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯的制备方法及应用，将聚天门冬氨酸酯修饰在中空玻璃微珠表面得到中空玻璃微珠改性的聚天门冬氨酸酯，将其用于PAE聚脲涂料中，涂层不易产生气泡，且能有效提高涂层的力学性能、耐候性、保温隔热性及防滑性等使用性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯的制备方法，包括如下步骤：

(1)将中空玻璃微珠浸渍于碱溶液中，搅拌反应后过滤、清洗得到羟基化中空玻璃微珠；

(2)将羟基化中空玻璃微珠加入溶剂中，分散均匀后加入氨基硅烷偶联剂，75～85℃下反应3～5h；

(3)将步骤(2)反应后的体系降温至35～45℃，向其中滴加马来酸烷基酯和N烷基马来酰亚胺，升温至55～80℃反应10～30h后加入环氧基硅烷偶联剂，60～80℃下反应2～4h，脱除溶剂后得到所述中空玻璃微珠改性聚天门冬氨酸酯。

中空玻璃微珠具有重量轻、体积大，导热系数低，抗压强度高、吸油率低、耐高温、抗收缩和耐磨、化学稳定性高等特点，将其加入PAE聚脲涂料中，有利于提高涂层的力学性能、耐候性、保温隔热性、防滑性等使用性能，同时其中空性能还能赋予涂层良好的隔音性；但将中空玻璃微珠直接与聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂混合时，无机的中空玻璃微珠与有机体系间的相容性差，严重影响了涂层力学性能的提升。