本申请涉及高分子材料,特别是涉及聚酰胺预涂树脂及其制备方法、聚酰胺树脂涂层。
背景技术:
1、在炊具涂装和其他耐高温涂层领域,涂层在高温下的硬度特性对于涂层的性能有重要作用。但现有的涂层如聚酰亚胺等材料在高温(如超过260℃)时其表面会发生软化,从而影响涂层的使用寿命。
技术实现思路
1、针对现有的炊具涂层在超过260℃高温环境下的硬度(即热态硬度)仍不够理想,本申请提供一种聚酰胺预涂树脂及其制备方法,由聚酰胺预涂树脂涂布制得的聚酰胺树脂涂层能够获得高热态硬度,克服现有产品的不足。
2、本申请提供一种聚酰胺预涂树脂,为由前驱体溶液热固化制得的含有反应性端基的聚合物,所述聚酰胺预涂树脂分子量为1000-50000,td5%大于500℃;
3、所述前驱体溶液包括二酰氯单体、非硅二胺单体、含硅氧烷二胺单体、封端剂和极性溶剂,其中,所述二酰氯单体的结构式为:
4、其中a1为小于10个苯环的芳香基残基;
5、所述非硅二胺单体的结构式为:
6、h2n-a2-nh2,其中a2为小于10个苯环的芳香基残基;
7、所述含硅氧烷二胺单体的结构式为:
8、h2n-a3-nh2,其中a3为含一个或多个的残基,其中n为小于2000的正整数。
9、可选的,所述聚酰胺预涂树脂分子量为10000-50000。
10、可选的,所述聚酰胺预涂树脂分子量为10000-35000。
11、可选的,所述聚酰胺预涂树脂td5%介于500℃至550℃之间。
12、可选的,所述封端剂包含马来酸酐、降冰片烯酸酐、炔基苯酐、4-氰基苯酐中的一种或几种。
13、可选的,所述封端剂占所述前驱体溶液摩尔总量的比例为不大于10%。
14、可选的,所述二酰氯单体、非硅二胺单体、含硅氧烷二胺单体分别占所述前驱体中溶质摩尔总量的m%、n%、p%,其中p为1~5,p<1/2n,m<n+p<4/3m。
15、可选的,所述二酰氯单体包含1,4-环己二酰氯、草酰氯、间苯二甲酰氯、丙二酰氯、对苯二甲酰氯中的一种或几种。
16、可选的,所述非硅二胺单体包含对苯二胺、间苯二胺、萘-2,6-二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑中的一种或几种。
17、可选的,所述含硅氧烷二胺单体包含1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、双氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷中的一种或两种。
18、本申请还提供上文所述的聚酰胺预涂树脂的制备方法,包括如下步骤:
19、q1:将全部的非硅二胺单体、含硅氧烷二胺单体溶解在含水率≤200ppm、-10℃~10℃的极性溶剂中;
20、q2:继续加入全部的二酰氯单体,搅拌2小时至步骤q1反应体系达到5℃,得到低聚物;
21、q3:继续加入全部的封端剂,充分反应后制得前驱体溶液;
22、q4:在所述前驱体溶液反应5小时后使用醇类析出,并多次清洗烘干后得到前驱体树脂;
23、q5:所述前驱体树脂在80℃~120℃的环境中烘干1~24小时,制得所述聚酰胺预涂树脂。
24、本申请还提供一种聚酰胺树脂涂层,采用上文所述的聚酰胺预涂树脂作为涂布材料,具体涂布过程如下:
25、s1:返溶:将所述聚酰胺预涂树脂制成水性或油性溶液,将玻璃纤维分散其中,制得涂层树脂溶液;
26、s2:交联固化:将所述涂层树脂溶液均匀涂布,并在250℃~400℃的环境下交联固化,制得所述聚酰胺树脂涂层。
27、可选的,所述玻璃纤维的添加量占所述涂层树脂溶液总质量的0.01%-10%,且长度为500微米~10毫米。
28、本申请的益处在于通过反应性端基使本身具有高耐热特性的聚酰胺预涂树脂在涂布形成过程中交联固化,进一步提高其热态硬度。另外,硅氧烷链段能够降低聚酰胺预涂树脂的表面能,使其与玻璃纤维的融合性增强,从而进一步增强聚酰胺树脂涂层的韧性。
1.聚酰胺预涂树脂,其特征在于,为由前驱体溶液热固化制得的含有反应性端基的聚合物,所述聚酰胺预涂树脂分子量为1000-50000,td5%大于500℃;
2.根据权利要求1所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述封端剂包含马来酸酐、降冰片烯酸酐、炔基苯酐、4-氰基苯酐中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述封端剂占所述前驱体溶液摩尔总量的比例为不大于10%。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述二酰氯单体、非硅二胺单体、含硅氧烷二胺单体分别占所述前驱体中溶质摩尔总量的m%、n%、p%,其中p为1~5,p<1/2n,m<n+p<4/3m。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述二酰氯单体包含1,4-环己二酰氯、草酰氯、间苯二甲酰氯、丙二酰氯、对苯二甲酰氯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述非硅二胺单体包含对苯二胺、间苯二胺、萘-2,6-二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺预涂树脂,其特征在于,所述含硅氧烷二胺单体包含1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、双氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷中的一种或两种。
8.根据权利要求1~7任一所述的聚酰胺预涂树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
9.聚酰胺树脂涂层,其特征在于,采用权利要求1~7任一所述的聚酰胺预涂树脂作为涂布材料,具体涂布过程如下:
10.根据权利要求9所述的聚酰胺树脂涂层,其特征在于,所述玻璃纤维的添加量占所述涂层树脂溶液总质量的0.01%-10%,且长度为500微米~10毫米。