本發(fā)明涉及涂料，具體涉及一種用于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料及其制備方法。
背景技術：
1、近年來，碳纖維復合材料在多個領域均有廣泛應用。在高附加值領域為了加強碳纖維復合材料的耐化學品性及耐候性等其他特定性能，通常會使用油漆進行涂裝保護，但傳統(tǒng)油漆因其耐化學品性差、干燥時間長導致生產效率低，以及存在高voc排放、對環(huán)境不友好等問題，無法使用。uv漆因其高固含、voc排放低，高硬度、耐化學品性優(yōu)異，以及固化速度快、生產效率高的特點，可被廣泛使用在高附加值的碳纖維復合材料上。
2、但在實際使用uv過程中發(fā)現(xiàn)，多數高附加值的碳纖維復合材料其形狀不規(guī)則(例如碳纖維自行車框架、碳纖維無人機機架以及碳纖維球桿、球拍等)，所以會導致紫外光無法完全照射到陰影遮蔽區(qū)，導致部分涂膜未能完全固化、影響涂膜物性，其中主要表現(xiàn)為硬度差、物性不達標，嚴重時會導致漆膜粘手、附著力差等多種問題。
3、針對上述技術痛點，所以有必要開發(fā)一支在碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料及其制備方法。
2、本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：
3、一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，它由以下重量份的原料組成：
4、
5、其中，所述四官能團聚氨酯丙烯酸酯采用藍柯路型號為l-6460的產品。
6、其中，所述雙官能團聚氨酯丙烯酸酯采用廣欣新材型號為lt-6123的產品。
7、其中，所述無溶劑型高羥基丙烯酸酯采用dic的型號為zhb-213的產品。
8、其中，所述光引發(fā)劑由質量比為(1-2)：(8-10)的光引發(fā)劑tpo和光引發(fā)劑1173組成。
9、其中，所述消泡劑為有機硅消泡劑和丙烯酸類消泡劑中的一種或二種。
10、其中，所述流平劑為有機硅流平劑和丙烯酸類流平劑中的一種或二種。
11、其中，所述納米氧化二鋁為磷酸酯包覆的納米氧化二鋁，具體是將al2o3與磷酸酯按(9-10):1混合，球磨4-6小時得到。
12、一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料的制備方法，它包括以下工藝步驟：
13、步驟(1)將四官能團聚氨酯丙烯酸酯、雙官能團聚氨酯丙烯酸酯、無溶劑型高羥基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，攪拌20-30min；
14、步驟(2)繼續(xù)加入納米氧化二鋁，繼續(xù)攪拌30-40min；
15、步驟(3)最后依次加入封閉型異氰酸酯、消泡劑、光引發(fā)劑、流平劑攪拌20-30min。
16、其中，步驟(1)(3)中的攪拌速度為950-1050轉/分鐘，步驟(2)中的攪拌速度為1150-1250轉/分鐘，步驟(1)、步驟(2)步驟(3)的溫度控制不超過45攝氏度，避免封閉型異氰酸酯提前解封或光引發(fā)劑熱分解。
17、在開發(fā)一種高性能涂料，特別注重在碳纖維復合材料上的應用，因此附著力、硬度、耐磨性、耐溫性都是關鍵指標。四官能團聚氨酯丙烯酸酯作為主樹脂，提供較高的交聯(lián)密度、硬度和耐化學性，適合碳纖維表面高硬度需求；雙官能團的用來增加柔韌性，平衡剛性，降低涂層脆性，提升與碳纖維的附著力；羥基丙烯酸酯，提供額外羥基，可能作為熱固化活性位點(與異氰酸酯反應)，形成聚氨酯鍵，增強熱交聯(lián)密度，可提升漆膜拉伸強度；同時因其小分子特性，能更靈活滲透至碳纖維表面微孔，提升界面錨定效應；與1,6-己二醇二丙烯酸酯稀釋劑協(xié)同，降低樹脂體系黏度。
18、1,6-己二醇二丙烯酸酯；，高反應活性稀釋劑，提升uv固化速度與交聯(lián)密度，uv固化后形成的交聯(lián)網絡為熱固化提供支架，封閉型異氰酸酯解封后與羥基反應，形成互穿網絡，雙重固化協(xié)同增強耐溫性，同時固化后提供的剛性骨架，增強al2o3的“錨定效應”。
19、納米al2o3的加入顯著提升硬度、耐磨性和耐高溫性(碳纖維部件常需耐受120℃以上環(huán)境)，磷酸基團與al2o3表面螯合，提升與碳纖維極性表面的的界面結合，從而間接提升附著力。
20、流平劑可采用有機硅類流平劑tego?245。消泡劑可采用畢克byk-1796有機硅消泡劑。封閉型異氰酸酯可采用湖北鑫宇宏生物醫(yī)藥技術有限公司型號為75-13-8的產品。
21、封閉型異氰酸酯與羥基樹脂的配合，確保熱固化交聯(lián)密度，實現(xiàn)了uv/熱雙固化協(xié)同作用。本發(fā)明的作用機理：首先uv固化階段：光引發(fā)劑觸發(fā)丙烯酸酯雙鍵聚合，形成初步交聯(lián)網絡(秒級固化)此時閉型異氰酸酯保持穩(wěn)定，不參與反應；接著熱固化階段：加熱至解封溫度，封閉型異氰酸酯釋放-nco，與羥基反應生成聚氨酯網絡。光固化網絡與熱固化網絡形成互穿結構(ipn)，協(xié)同提升硬度、耐溫性和附著力。
22、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明針對碳纖維復合材料上的特性，運用多種含羥基的樹脂單體，均可與異氰酸酯有較好的反應性，四官能團聚氨酯丙烯酸酯具有高硬度及堅韌性，雙官能團聚氨酯丙烯酸酯有優(yōu)異的柔韌性，其次羥基丙烯酸酯能與異氰酸酯產生高反應，含少量羥基的雙官單體1.6-已二醇二丙烯酸酯在降粘的同時也能與異氰酸酯進行反應，通過以上原材料的復配，該配方在不同光照固化條件下、都能進行二次熱固化，從而使其物性達到最佳狀態(tài)，可解決傳統(tǒng)uv涂料在碳纖維復合材料陰影遮蔽區(qū)光照不良引起的物性不達標及附著力差等各種問題。最終本發(fā)明通過uv/熱雙固化協(xié)同作用及納米al2o3增強，在附著力、耐磨性、耐溫性等核心性能上顯著優(yōu)于傳統(tǒng)單固化體系，適用于汽車、航空航天、高端電子等領域的碳纖維復合材料涂裝。
1.一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：它由以下重量份的原料組成：
2.據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述四官能團聚氨酯丙烯酸酯采用藍柯路型號為l-6460的產品。
3.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述雙官能團聚氨酯丙烯酸酯采用廣欣新材型號為lt-6123的產品。
4.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述無溶劑型高羥基丙烯酸酯采用dic的型號為zhb-213的產品。
5.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述光引發(fā)劑由質量比為(1-2)：(8-10)的光引發(fā)劑tpo和光引發(fā)劑1173組成。
6.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述消泡劑為有機硅消泡劑和丙烯酸類消泡劑中的一種或二種。
7.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述流平劑為有機硅流平劑和丙烯酸類流平劑中的一種或二種。
8.根據權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料，其特征在于：所述納米氧化二鋁為磷酸酯包覆的納米氧化二鋁，具體是將al2o3與磷酸酯按(9-10):1混合，球磨4-6小時得到。
9.如權利要求1所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料的制備方法，其特征在于：它包括以下工藝步驟：
10.根據權利要求9所述的一種于碳纖維復合材料上的uv/熱雙固化涂料的制備方法，其特征在于：步驟(1)(3)中的攪拌速度為950-1050轉/分鐘，步驟(2)中的攪拌速度為1150-1250轉/分鐘，步驟(1)、步驟(2)步驟(3)的溫度控制不超過45攝氏度。