CN120290090A 一种具有高附着力、高耐热的底漆及制备方法和在预涂膜上应用 （湖南恒兴新材料科技股份有限公司）

(71)申请人湖南恒兴新材料科技股份有限公司地址414200湖南省岳阳市华容县三封寺镇华容高新区三封工业园025号(72)发明人李嗥丹周国强(74)专利代理机构长沙智德知识产权代理事务所(普通合伙)43207专利代理师徐雄(54)发明名称一种具有高附着力、高耐热的底漆及制备方法和在预涂膜上应用本发明公开了一种具有高附着力、高耐热的底漆及制备方法和在预涂膜上应用，其原料包括：以重量份计的下列各组分：60～80重量份的2官能度聚氨酯丙烯酸酯A、20～40重量份的丙烯酸酯活性稀释剂、0.5～5重量份的光引发剂、0~10重量份的颜填料；所述2官能度聚氨酯丙烯酸酯A为2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A。本发明通过分子结构设计与工艺协同，实现涂层高刚性(Tg≥40℃)与适度柔韧性(断裂伸长率≥20%)的平衡。在维持较高260～80重量份的2官能度聚氨酯丙烯酸酯A、20～40重量份的丙烯酸酯活性稀释剂、0.5~5重量份的光引发剂、0～10重量份的颜填料；所述2官能度聚氨酯丙烯酸酯A为2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A。2.根据权利要求1所述的底漆，其中，所述2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A是由以下组分发生反应制备而成：IPDI,所述IPDI为异佛尔酮二异氰酸酯；PCL1000,所述PCL1000是分子量为1000的聚乙内酯多元醇；PCL2000,所述PCL2000是分子量为2000的聚乙内酯多元醇；HEA,所述HEA是含量为97%的丙烯酸羟乙酯；催化剂，所述催化剂为DBTL,所述DBTL为二月桂酸二丁基锡。的摩尔比为：1:1.2:1:1:0.067:0.0136:4.根据权利要求3所述的底漆，其中，所述反应包括以下步骤：S2、将所述步骤S1中得到的混合物1中与IPDI混合，搅拌并升温，随后加入所述DBTL,得到混合物2;S3、向所述步骤S2中得到的混合物2中加入HEA、BHT、MEHQ,得到所述2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A。5.根据权利要求4所述的底漆，其中，所述步骤S1中，混合后升温至110℃,真空脱水406.根据权利要求4所述的底漆，其中，所述步骤S2中，反应温度为55-607.根据权利要求4所述的底漆，其中，所述步骤S3中，反应温度为658.一种制备权利要求1-7任一项所述底漆的方法，其特征在于，包括将2官聚醚聚酯改所述颜填料为SiO₂。10.根据权利要求1-7任一项所述底漆的应用，其特征在于，所述底漆在预涂膜上的应3一种具有高附着力、高耐热的底漆及制备方法和在预涂膜上技术领域[0001]本发明涉及涂料领域，特别地，涉及一种具有高附着力、高耐热的底漆及制备方法和在预涂膜上应用。背景技术[0002]随着预涂膜技术在家具、PVC地板、汽车内饰等领域的广泛应用，对底漆的性能要求日益严苛。传统底漆在高温环境下易出现软化、附着力下降等问题，而在低温或冷热循环条件下，则因韧性不足导致涂层脆裂、剥离，严重制约了其在极端工况下的可靠性。现有技术中，提升底漆性能的研究主要集中在单一性能优化，但往往难以兼顾高低温韧性、耐热性及附着力等多重需求，具体表现为以下局限性：1、耐热性与韧性的矛采用高交联密度的环氧树脂或酚醛体系(如CN112375429A),虽能耐受200℃以上高温，但分子链段刚性过强，在低温或热冲击下易发生脆性断裂，断裂伸长率普遍低于10%,无法适应宽温域应用场景。2、附着力提升的瓶颈：常规附着力增强手段(如磷酸酯偶联剂或硅烷处理)虽能改善底漆与基材的界面结合(CN113736285A),但在长期高低温循环中，因树脂与基材的热膨胀系数差异，易引发应力集中，导致附着力衰减。例如，某改性冷热循环后，附着力由初始5B降至2B(ASTMD3359)。3、材(如BOPP、PET、金属化薄膜)表面能低且存在弱边界层，传统底漆难以形成致密锚定结构。专利CN114456739A通过引入纳米二氧化硅提升粗糙度，但过量填充会牺牲涂层柔韧性，反使低温冲击性能下降30%以上。[0003]针对上述问题，本专利创新性地提出一种兼具高附着力、耐热稳定性的底漆，通过多尺度界面增强设计与动态交联网络调控，突破传统技术中性能失衡的瓶颈，为预涂膜在极端环境下的长效服役提供可靠解决方案。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种具有高附着力、宽温域韧性的底漆及制备方法和在预涂膜上应用，其解决了现有底漆在低温下的抗冲击性能、高温下的热稳定性较差以及附着力或柔韧性不足的问题。[0005]本发明通过以下技术方案来实现上述目的：[0007]60～80重量份的2官能度聚氨酯丙烯酸酯A、20～40重量份的丙烯酸酯活性稀释剂、0.5～5重量份的光引发剂、0～10重量份的颜填料；所述2官能度聚氨酯丙烯酸酯A为2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A。[0008]本发明对2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A的重量份没有特别的限定，例如可以为质量为60～80重量份的2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A,示例性地，所述2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A的质量百分比为60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份4以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0009]本发明对丙烯酸酯活性稀释剂的重量份没有特别的限定，例如可以为质量为20~40重量份的丙烯酸酯活性稀释剂，示例性地，所述丙烯酸酯活性稀释剂的质量百分比为20重量份、30重量份、40重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0010]本发明对光引发剂的重量份没有特别的限定，例如可以为质量为0.5～5重量份的光引发剂，示例性地，所述光引发剂的质量百分比为0.5重量份、1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0011]本发明对颜填料的重量份没有特别的限定，例如可以为质量为0～10重量份的颜填料，示例性地，所述颜填料的质量百分比为0重量份、2重量份、4份、10重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0012]根据本发明的优选实施方式，所述2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A是由以下组分发生反应制备而成：IPDI,所述IPDI为异佛尔酮二异氰酸酯；PCL1000,所述PCL1000是分子量为1000的聚乙内酯多元醇；PCL2000,所述PCL2000是分子量为2000的聚乙内酯多聚剂，所述阻聚剂为BHT,MEHQ;所述BHT为二丁基羟基甲苯，所述MEHQ为对羟基苯甲醚；催化剂，所述催化剂为DBTL,所述DBTL为二月桂酸二丁基锡。的摩尔比为：1:1.2:1:1:0.067:0.0136:0.0399:二异氰酸酯；0.12molPCL1000,所述PCL1000是分子量为1000的聚乙内酯多元醇；0.1molPCL2000,所述PCL2000是分子量为2000的聚乙内4-环己烷二甲醇；0.8mlHEA,所述HEA是含量为97%的丙烯酸羟乙酯；阻聚剂，所述阻聚剂为0.3gBHT,0.6gMEHQ;0.1g催化剂。[0015]根据本发明的优选实施方式，所述催化剂为DBTL;所述BHT为二丁基羟基甲苯，所述MEHQ为对羟基苯甲醚，所述DBTL为二月桂酸二丁基锡。[0016]本发明的方案中特定含量的所述PCL1000使得本发明的方案反应活性得到提升，特定含量的所述PCL2000增强链段柔韧性，协同优化涂层弹性和附着力，PCL1000和/或PCL2000中含有的羟基官能团与IPDI反应生成聚氨酯预聚体，形成涂层骨架结构。[0017]本发明的方案中特定含量的所述CHDM作为扩链剂，在反应中调节分子链段规整性，增强涂层硬度和耐刮擦性；其环状结构可减少热收缩应力。[0018]本发明的方案中特定含量的所述HEA,在反应中引入丙烯酸双键和羟基，参与聚氨[0019]本发明的方案中特定含量的所述BHT/MEHQ,在反应中抑制储存或反应过程中自由[0020]本发明的方案中特定含量的所述DBTL,在反应中加速异氰酸酯与羟基的缩聚反应，缩短反应时间并降低副反应风险。[0021]根据本发明的优选实施方式，所述反应5[0023]S2、将所述步骤S1中得到的混合物1中与IPDI混合，搅拌并升温，随后加入所述DBTL,得到混合物2;改性聚氨酯丙烯酸酯A。[0025]根据本发明的优选实施方式，所述步骤S1中，混合后升温至110℃,真空脱水40分[0026]根据本发明的优选实施方式，所述步骤S2中，反应温度为55-60℃,反应0.5h。[0027]根据本发明的优选实施方式，所述步骤S3中，反应温度为65-70℃,反应0.5h。[0028]本发明中，所述步骤S2中，反应温度为55-60℃,例如可以为55℃、57℃、60℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0029]本发明中，所述步骤S3中，反应温度为65-70℃,例如可以为65℃、67℃、70℃以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。[0030]本发明还提供一种制备所述底漆的方法，包括将2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸[0031]本发明的方案中特定含量的所述丙烯酸酯活性稀释剂，作为活性稀释剂，降低体系黏度以改善施工性；通过均聚或共聚参与UV固化交联，调节涂层述颜填料为SiO₂。[0034]本发明的方案中特定含量的所述光引发剂选，在UV光照下分解产生自由基，触发丙烯酸双键的聚合反应，实现快速固化。[0035]本发明的方案中特定含量的所述颜填料，供颜色遮盖力；过量添加可能降低涂层柔韧性和固化效率。[0036]本发明还提供了一种所述底漆在预涂膜上的应用。[0037]本发明的有益效果在于：[0038]本发明通过分子结构设计与工艺协同，实现涂层高刚性(Tg≥40℃)与适度柔韧性(断裂伸长率≥20%)的平衡，具体技术效果如下：采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与1,4-环己烷二甲醇(CHDM)构建刚性骨架，提升交联密度与热稳定性；通过分子量梯度分布的聚乙内酯多元醇(PCL1000/2000)引入柔性链段，吸收应力形变，避免脆性断裂。丙烯酸羟乙酯(HEA)提供双键活性位点，与单官能度丙烯酸酯单体协同调控交联网络，结合光引发剂实现秒级固化，同时保持涂层对金属/塑料基材的高附着力。IPDI脂肪族结构避免黄变，BHT/MEHQ双阻聚剂抑制储存与反应中自由基副反应，DBTL催化剂精准控制预聚体缩聚速率，确保分子量分布均一。分阶段控温与真空脱水工艺，消除多元醇水分干扰，提升预聚体纯度，颜填料可定制化添加以增强遮盖或功能性。具体实施方式6[0040]IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯):分子量222.29,购自于万华化学集团股份有限公司。[0041]PCL1000(聚己内酯多元醇):分子量1000,购自于广州昊毅化工科技有限公司。PCL2000(聚己内酯多元醇):分子量2000,购自于湖南聚仁化工新材料科技有限公司。[0042]CHDM(1,4-环己烷二甲醇):分子量144.21,购自于绿联(济宁)化学科技有限公司。[0043]HEA(丙烯酸羟乙酯，97%):分子量116.11,购自于济南澳辰化工有限公司。[0044]BHT(二丁基羟基甲苯):分子量220.35,购自于湖南聚硕生物科技有限公司。[0045]MEHQ(对羟基苯甲醚),分子量138.16,购自于湖北德超化工有限公司。[0046]DBTL(二月桂酸二丁基锡):分子量631.56,购自于山东金悦源新材料有限公司。[0047]单官活性稀释剂TMCHA:购自于长兴化学工业(广东)有限公司。[0048]单官活性稀释剂IBOA:购自于长兴化学工业(广东)有限公司。[0049]单官活性稀释剂CTFA:购自于长兴化学工业(广东)有限公司。[0050]TPO-L:购自于武汉欣扬瑞和化学科技有限公司。[0051]184:购自于湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司。[0052]MBP:购自于湖南聚仁化工新材料科技有限公司。[0053]SiO₂:分子量60.08,购自于武汉金渠新材料有限公司。[0054]2官聚醚聚氨酯丙烯酸酯(汇合HU9807):购自于东莞市汇合新材料有限公司。[0055]2官聚醚聚氨酯丙烯酸酯(姿彩ZC6487):购自于深圳市姿彩科技有限公司。[0057]实施例1[0058]一种制备高附着力、高耐热底漆的方法，包括先制备2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A,再将2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A和丙烯酸酯活性稀释剂、光引发剂、颜填料混合制备得到底漆。[0059]1、该2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A制备步骤包括：[0060]S1、将0.12molPCL1000、0.1molPCL2000、0.1molCHDM混合后升温至110℃,真空脱水40分钟，冷却至25℃,冷却得到混合物1;[0061]S2、将步骤S1中得到的混合物1中与0.1molIPDI混合，搅拌并升温至温度为55-60℃,反应0.5h,随后加入0.1gDBTL,得到混合物2;[0062]S3、向步骤S2中得到的混合物2中加入0.8mlHEA含量为97%的丙烯酸羟乙酯、0.3gBHT、0.6gMEHQ,反应温度为65-70℃,反应0.5h,得到2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A;[0064]S4、重复前述步骤制备得到70g2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A,取70g2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A、29g单官活性稀释剂TMCHA、0.2gMBP、0.3g184、0.5gTPO-L、2gSiO₂混合，分散釜中搅拌均匀，得到底漆成品。[0065]实施例2[0066]1、该2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A制备步骤包括：[0067]S1、将0.12molPCL1000、0.1molPCL2000、0.1molCHDM混合后升温至110℃,真空脱水40分钟，冷却至25℃,冷却得到混合物1;[0068]S2、将步骤S1中得到的混合物1中与0.1molIPDI混合，搅拌并升温至温度为55-607℃,反应0.5h,随后加入0.1gDBTL,得到混合物2;[0069]S3、向步骤S2中得到的混合物2中加入0.8mlHEA含量为97%的丙烯酸羟乙酯、0.3gBHT、0.6gMEHQ,反应温度为65℃,反应0.5h,得到2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A;[0071]S4、重复前述步骤制备得到69g2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A,取69g2官聚[0073]1、该2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯脱水40分钟，冷却至25℃,冷却得到混合物1;[0075]S2、将步骤S1中得到的混合物1中与0.1molIPDI混合，搅拌并升温至温度为55-60℃,反应0.5h,随后加入0.1gDBTL,得到混合物2;[0076]S3、向步骤S2中得到的混合物2中加入0.8mlHEA含量为97%的丙烯酸羟乙酯、0.3gBHT、0.6gMEHQ,反应温度为65℃,反应0.5h,得到2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A;[0078]S4、重复前述步骤制备得到60g2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯A,取60g2官聚[0080]取60g2官聚醚聚氨酯丙烯酸酯(汇合HU9807)、38g单官活性稀释剂IBOA、[0082]取60g2官聚醚聚氨酯丙烯酸酯(汇合HU9807)、10g2官聚醚聚酯改性聚氨酯丙烯[0084]取70g2官聚醚聚氨酯丙烯酸酯(姿彩ZC6487)、29g单官活性稀释剂CTFA、[0086]用于测试Tg与断裂伸长率方法[0087]因为受固化外因干扰，底漆固化后涂层的Tg和断裂拉伸率数据有轻微波动。测试Tg和断裂伸长率的涂层采用以下方式来获得：把涂料涂布在高光PET膜材上，覆盖上高光[0089]1、涂层制备：将底漆涂料均匀涂布于高光PET膜材表面，控制湿膜厚度(推荐使用线棒或刮涂器，厚度公差±5μm);覆盖高光OPP离型膜，确保无氧环境；采用高压汞灯进行光固化，控制光强(如80-120mW/cm²)和曝光时间(根据树脂光引发体系调整)。固化环境控制：固化全程保持温度25±2℃、湿度50±5%,减少温湿度8对固化速率和涂层内应力的影响；固化后剥离离型膜，静置24小时以消除残余应力。[0091]从涂层中裁取5-10mg样品，避免污染或机械损伤；采用铝制坩埚封装，确保与DSC仪器接触良好，以10℃/min速率从15℃升至250℃;以相同速率冷却至15℃;再次以10℃/min升温至250℃,记录热流曲线。取第二次升温曲线的拐点或中点