CN101544743A - 一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯、用其制备的涂料及相关的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，由高固体分羟基丙烯酸树脂经有机硅烷改性制得，有机硅烷是γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ－甲基丙烯酰氧基丙基三(2－甲氧基－乙氧基)硅烷或乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷，具体由有机硅烷和高固体分羟基丙烯酸树脂在引发剂和助剂存在条件下在有机溶剂中导入氮气条件下进行回流反应制得，还提供了由上述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯制备的新型涂料，具体是在有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯中加入固化剂和催化剂进行充分反应制成，本发明的新型涂料所形成的漆膜丰满、光泽度高、耐磨、耐刮伤性好、耐水好，且耐候性和耐酸雨性好，制备方法的工艺简单、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及用于涂料中的树脂技术领域，特别是指一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯、用其制备的涂料及相关的制备方法。
背景技术
近年来由于人类对环境质量的要求不断增加，涂料工业正在朝着节约资源、少用能源、无污染为方向发展。因此汽车涂料的研究目前正在向水性化，高固体分化、高性能化等环境友好型涂料方向发展。
硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，它们可以用以下通式表示：
Y-R-SiX3
式中，Y-R为非水解基团，X为可水解基团。Y可以和有机化合物起反应，从而将硅烷和有机化合物连接起来，它包括链烯基(主要为乙烯基)、环氧基、卤素、氨基、巯基、叠氮基、-N＝C＝O等；R为短链亚烷基；X易水解，使Si-X转化为Si-OH，从而易与无机物中的玻璃、二氧化硅、金属及其氧化物等结合生成稳定的Si-O，将硅烷与无机物或金属连接起来，它包括卤素、烷氧基、硅氧烷基、乙酰氧基等。硅烷偶联剂按照有机官能团的不同，可分为链烯基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂、烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂、含巯基类硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、过氧类硅烷偶联剂以及双官能基型硅烷偶联剂等。近年来将硅烷偶联剂作为改性剂用于涂料工业，皮革工业，纺织工业中，得到了很大的发展。
有机硅单体及其聚合物具有较低的表面能，其Si-O键具有很高的键能、键容易旋转。这些特性赋予其优秀的耐水性、耐高低温性、耐候性、透气性。用有机硅对高分子材料进行改性，能带给改性材料诸多新性质。在众多的高分子材料中丙烯酸酯聚合物由于具有优秀的耐候性、耐(臭)氧性、耐油性、附着力，以及单体众多、合成容易、价格便宜等优点而得到广泛的应用。用有机硅对丙烯酸酯聚合物进行改性，不仅可以改善上述缺点，并且可以赋予改性产物新的性能，如极佳的抗冲击性、透水性、透气性及两亲性等，使材料的作用发挥得更加完美。
目前汽车涂料中传统的树脂是高固体分羟基丙烯酸树脂，它可与氨基树脂、多异氰酸酯加成物等进行交联固化，所形成的漆膜丰满、光泽度高，耐磨、耐刮伤性好，耐水好，但耐候性和耐酸雨性差。抗酸雨能力和耐候性是现代汽车涂料的重要质量指标，因此提高高固体分羟基丙烯酸树脂的耐候性至关重要。
目前，用硅烷偶联剂对汽车涂料进行改性涂料的文献报道较少。在中国发明专利CN1394927A中采用氨基硅烷对聚氨酯丙烯酸树脂进行改性。但是采用氨基硅烷与丙烯酸酯类单体之间的相容性较差，对反应的转化率有一定的影响。
因此，需要开发新的改性高固体分羟基丙烯酸树脂，由其制成的汽车涂料所形成的漆膜丰满、光泽度高、耐磨、耐刮伤性好、耐水好，且耐候性和耐酸雨性好。
发明内容
本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯、用其制备的涂料及相关的制备方法，该涂料所形成的漆膜比常规高固体分羟基丙烯酸树脂更加丰满、光泽度更高、耐磨、耐刮伤性更好、耐水更好，硬度更高，且耐候性和耐酸雨性好，制备方法的工艺简单、成本低。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特点是，所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯由高固体分羟基丙烯酸树脂经有机硅烷改性制得。所述高固体分羟基丙烯酸树脂即含羟基丙烯酸树脂。
较佳地，所述有机硅烷是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(2-甲氧基-乙氧基)硅烷或乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷。
较佳地，所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯具体由所述有机硅烷和所述高固体分羟基丙烯酸树脂在引发剂和助剂存在条件下在有机溶剂中导入氮气条件下进行回流反应制得。为了使得反应更加彻底，可以将有机硅烷、高固体分羟基丙烯酸树脂、引发剂及助剂充分混合，并在超声波条件下进行10-30分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在四口烧瓶中加入二甲苯和乙酸丁酯，导入氮气30-60分钟后加热到回流温度，反应2-8小时，直到反应终点，得到有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂。
更佳地，所述高固体分羟基丙烯酸树脂为45-75wt％，所述有机硅烷为10-50wt％，所述引发剂含量为2-5wt％，所述助剂含量为1wt％，其余为所述有机溶剂。
更佳地，所述高固体分羟基丙烯酸树脂为45-75wt％，所述有机硅烷为10-40wt％，所述引发剂含量为2-5wt％，所述助剂含量为1wt％，其余为所述有机溶剂。
更佳地，所述引发剂为偶氮类化合物或乙酸酯类化合物；所述助剂为带巯基的有机物；所述有机溶剂为芳基碳氢化合物、酯类化合物、醇类化合物或酮类化合物。
更进一步地，所述偶氮类化合物是偶氮-二异丁腈；所述乙酸酯类化合物是过苯甲酸叔丁酯或过辛酸叔丁酯；所述的带巯基的有机物是巯基乙醇或3-巯丙基三甲氧基硅烷；所述乙酸酯类化合物是过苯甲酸叔丁酯或过辛酸叔丁酯；所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、甲乙酮、二甲苯、甲苯、乙醇、乙醚、芳香烃S100号溶剂油、乙脑油、汽油和丁醇中的任意两种的组合。
为了保证制备的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯的纯度，通常可以在反应之前分别对有机硅烷和高固体分羟基丙烯酸树脂进行提纯，比如，可以将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在真空度为0.01-0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂。
在本发明的第二方面，提供了一种新型涂料，其特点是，所述的新型涂料由上述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯制备而成。
较佳地，所述的新型涂料具体是在所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯中加入固化剂和催化剂进行充分反应制成。
更佳地，所述催化剂是二月桂酸二丁基锡或硫酸亚锡，所述固化剂为多异氰酸酯类化合物。
更进一步地，所述多异氰酸酯类化合物是甲苯二异氰酸酯或1，6-六亚甲基二异氰酸酯。
更进一步地，所述催化剂用量为所述涂料的0.01-0.1wt％，所述多异氰酸酯类化合物与所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯的摩尔比按NCO/OH为1.0-3.0。
尤其，所述多异氰酸酯类化合物与所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯的摩尔比按NCO/OH为1.0-1.4。
较佳地，所述的新型涂料的固含量大于70％。
将上述的新型涂料均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为10-150℃，固化时间为5分钟-40小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。优选涂膜厚度为15μm，固化温度为60-140℃，固化时间为0.5-36小时。
本发明的有益效果在于：
1.本发明采用有机硅烷对高固体分羟基丙烯酸树脂进行改性制得有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸聚氨酯，并利用该有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸聚氨酯制备了新型涂料，由该新型涂料所形成的漆膜丰满、光泽度高，经测定硬度大于等于3H，硬度高，耐水好，因而耐磨、耐刮伤性好、耐候性和耐酸雨性明显提高；
2.本发明的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸聚氨酯及由其制成的新型涂料的制备工艺简单、成本低、易于推广应用。
具体实施方式
为更好的理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。
下列实施例制得的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料的漆膜的性能表征方法为：
粘度由L-90流变仪在750pm下测定；
硬度由铅笔硬度测定仪测出；
非挥发物重量分数(固含量，NVW)依据ASTM D2369-95测定；
耐候性由美国Q-Panel公司生产的QUV-Se人工加速老化仪测定。
实施例1
(1)将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(美国Acros公司生产)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的110克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、250克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克偶氮二异丁腈(上海试四赫维化工有限公司，品名为偶氮二异丁腈)及3克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入40克二甲苯和40克乙酸丁酯，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂440克，按NCO/OH＝1.0的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.044克二月桂酸二丁基锡(北京化工三厂生产)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例2
(1)将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(美国Acros公司生产)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的60克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、230克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克过苯甲酸叔丁酯(江苏省太仓市天宝化工厂生产)及3克3-巯丙基三甲氧基硅烷(武汉大学有机硅新材料股份有限公司生产，WD-80)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入40克二甲苯和40克丁醇，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂370克，按NCO/OH＝1.1的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.185克二月桂酸二丁基锡(北京化工三厂生产)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为100℃，固化时间为24小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例3
(1)将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(美国Acros公司生产)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的35.5克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、241.5克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克过苯甲酸叔丁酯(江苏省太仓市天宝化工厂生产)及3克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入40克S100和20克丁醇，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂337克，按NCO/OH＝1.2的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.067克二月桂酸二丁基锡(北京化工三厂生产)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例4
(1)将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(美国Acros公司生产)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的85克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、250克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克偶氮二异丁腈(上海试四赫维化工有限公司，品名为偶氮二异丁腈)及3克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入40克S100和40克乙酸丁酯，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应4小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂415克，按NCO/OH＝1.3的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.166克硫酸亚锡(上海试四赫维化工有限公司)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例5
(1)将乙烯基三乙氧基硅烷(武汉大学有机硅新材料股份有限公司生产，品名为WD-20)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的145克乙烯基三乙氧基硅烷、220克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克过氧化二叔丁酯(江苏省太仓市天宝化工厂生产)及3克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入70克乙脑油和40克乙酸丁酯，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂475克，按NCO/OH＝1.4的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.285克硫酸亚锡(上海试四赫维化工有限公司)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例6
(1)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(武汉大学有机硅新材料股份有限公司生产，WD50)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的180克γ-氨丙基三乙氧基硅烷、240克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克过氧化二叔丁酯(江苏省太仓市天宝化工厂生产)及3克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入50克二甲苯和40克乙酸丁酯，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂510克，按NCO/OH＝2.0的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.408克硫酸亚锡(上海试四赫维化工有限公司)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度为3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
实施例7
(1)将乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷(武汉大学有机硅新材料股份有限公司生产，WD-27)在真空度为0.01～0.3MPa，温度为20-140℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去杂质；
(2)然后将预先制备好的高固体分羟基丙烯酸树脂(高固体分羟基丙烯酸树脂购自阿克苏涂料公司，固含量为70％)在-0.2～-0.1MPa，温度为50-100℃条件下减压蒸馏2-3小时，以除去未反应完的单体，主要是丙烯酸酯类和丙烯酸甲酯类单体以及残余的溶剂；
(3)将提纯好的220克乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、280克高固体分羟基丙烯酸树脂、15克偶氮二异丁腈(上海试四赫维化工有限公司，品名为偶氮二异丁腈)及7克巯基乙醇(上海试四赫维化工有限公司，品名为2-巯基乙醇)充分混合，并在超声波条件下进行10分钟的预分散，然后倒入干净的滴液漏斗，同时在装有温度计、冷凝管、搅拌器、恒压漏斗的四口烧瓶中加入40克二甲苯和40克甲基异丁基酮，导入氮气30分钟后加热到回流温度，反应8小时，直到反应终点，得到有机硅改性高固体分羟基丙烯酸树脂；
(4)取出得到的有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂580克，按NCO/OH＝3.0的比例在有机硅烷改性高固体分羟基丙烯酸树脂中加入1，6-六亚甲基二异氰酸酯(生产厂家为德国拜尔公司，品名为HDI，型号为Desmudor)和0.58克二月桂酸二丁基锡(北京化工三厂生产)，混合均匀，形成有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，将其均匀地涂于马口铁表面并进行恒温固化，涂膜厚度为15-25μm，固化温度为50℃，固化时间为36小时，上述涂层干燥后，室温放置过夜即可使用。
漆膜丰满、光泽度高，经测定，所得到的涂料固含量为70％以上，涂膜的抗冲击强度为50cm，用划格法用附着力为0级，铅笔硬度3H，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性优良。
从上述实施例可以看出，本发明的新型涂料使面漆具有较好的耐候性和硬度。由于有机硅烷如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等与丙烯酸酯类单体相容性较好，且具有键能大、分子柔顺、表面能低、抗紫外性能好的特点，因此可以得到性能较好的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料，漆膜丰满、光泽度高，经测定硬度大于等于3H，硬度高，耐磨、耐刮伤性好、耐水好，耐候性和耐酸雨性明显提高。
综上所述，本发明的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯涂料所形成的漆膜丰满、光泽度高、耐磨、耐刮伤性好、耐水好，且耐候性和耐酸雨性好，其制备方法的工艺简单、成本低。
需要说明的是，在本发明中提及的所有文献在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，以上所述的是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改而不背离本发明的精神与范围，这些等价形式同样落在本发明的范围内。
Claims (14)
1.一种有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯由高固体分羟基丙烯酸树脂经有机硅烷改性制得。
2.根据权利要求1所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述有机硅烷是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(2-甲氧基-乙氧基)硅烷或乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯具体由所述有机硅烷和所述高固体分羟基丙烯酸树脂在引发剂和助剂存在条件下在有机溶剂中导入氮气条件下进行回流反应制得。
4.根据权利要求3所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述高固体分羟基丙烯酸树脂为45-80wt％，所述有机硅烷为10-50wt％，所述引发剂含量为2-5wt％，所述助剂含量为1wt％，其余为所述有机溶剂。
5.根据权利要求3所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述高固体分羟基丙烯酸树脂为45-75wt％，所述有机硅烷为10-40wt％，所述引发剂含量为2-5wt％，所述助剂含量为1wt％，其余为所述有机溶剂。
6.根据权利要求3所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述引发剂为偶氮类化合物或乙酸酯类化合物；所述助剂为带巯基的有机物；所述有机溶剂为芳基碳氢化合物、酯类化合物、醇类化合物或酮类化合物。
7.根据权利要求6所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯，其特征在于，所述偶氮类化合物是偶氮-二异丁腈；所述乙酸酯类化合物是过苯甲酸叔丁酯或过辛酸叔丁酯；所述的带巯基的有机物是巯基乙醇或3-巯丙基三甲氧基硅烷；所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、甲乙酮、二甲苯、甲苯、乙醇、乙醚、芳香烃S100号溶剂油、乙脑油、汽油和丁醇中的任意两种的组合。
8.一种新型涂料，其特征在于，所述的新型涂料由权利要求1所述的有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯制备而成。
9.根据权利要求8所述的新型涂料，其特征在于，所述的新型涂料具体是在所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯中加入固化剂和催化剂进行充分反应制成。
10.根据权利要求9所述的新型涂料，其特征在于，所述催化剂是二月桂酸二丁基锡或硫酸亚锡，所述固化剂为多异氰酸酯类化合物。
11.根据权利要求10所述的新型涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯类化合物是甲苯二异氰酸酯或1，6-六亚甲基二异氰酸酯。
12.根据权利要求10所述的新型涂料，其特征在于，所述催化剂用量为所述涂料的0.01-0.1wt％，所述多异氰酸酯类化合物与所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯的摩尔比按NCO/OH为1.0-3.0。
13.根据权利要求12所述的新型涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯类化合物与所述有机硅烷改性丙烯酸聚氨酯的摩尔比按NCO/OH为1.0-1.4。
14.根据权利要求8所述的新型涂料，其特征在于，所述的新型涂料的固含量大于70％。
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