CN101602857A

CN101602857A - 石板粘结用氟硅丙树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN101602857A
Application number: CNA2009100597524A
Authority: CN
Inventors: 黄忠兵; 廖晓明; 尹光福; 康云清; 姚亚东
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2009-12-16

Abstract

本发明属于石板粘结剂技术领域，具体为涉及一种含羟基氟硅丙树脂及其制备方法。该含羟基氟硅丙树脂由氟化丙烯酸酯共聚树脂(CPFMA)、有机硅、羟基丙烯酸树脂在溶剂中经交联反应而成。各组分间的重量配比为CPFMA 5％～50％，羟基丙烯酸树脂10％～50％，有机硅1％～8％，溶剂25％～40％。本发明在引入有机硅和氟树脂成分同时提高了这两种树脂与丙烯酸树脂的混溶性。本发明获得的含羟基氟硅丙树脂按常规双组分粘结剂配制方法，经固化剂交联固化后可获得高耐候性、高耐水性、高力学强度的粘结膜。

Description

石板粘结用氟硅丙树脂及其制备方法

技术领域

本发明属外墙石板粘结剂技术领域，具体涉及一种含羟基氟硅丙树脂及其制备方法。

背景技术

氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的涂料，其主要特点是树脂中含有的F-C键在光、热的作用下难以断裂，显示出超强的耐候性及化学性。含氟树脂的涂料已在建筑、化工、机械、航空、航天、日用装饰等领域得到广泛的应用。

有机硅改性丙烯酸酯共聚物的分子侧链及末端带有很稳定的Si-O键，能大大提高共聚物树脂在光-热稳定性、抗紫外线性性能及室外耐候性。使用有机硅丙烯酸酯共聚物制成的粘结剂也具有这样优异的室外耐候性能。但它的粘结石板时的抗拉伸强度和抗剪切强度比较低。

目前的氟树脂主要有聚四氟乙烯、聚二氟乙烯、聚三氟乙烯、氟烯烃-烷基乙烯基醚共聚物树脂。这些树脂与有机硅丙烯酸酯树脂都不相容，难以配制成粘结性能良好的粘结剂。氟化丙烯酸酯主要由氟化甲基丙烯酸甲酯、氟化甲基丙烯酸乙酯、氟化丙烯酸甲酯等单体。通过上述单体与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯等单体共聚而获得的氟树脂。

众所周知，硅丙树脂粘结剂的性能主要取决于硅丙树脂的性能，因此合成新的氟硅丙树脂，使之具有更优异的性能，即使配制的硅丙树脂粘结剂具有更优异的耐老化性和高强的粘结性，是一个很有意义的研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘结剂用含羟基氟硅丙树脂及其制备方法。

本发明提出的含羟基氟硅丙树脂是由CPFMA、有机硅、羟基丙烯酸酯树脂在溶剂中经交联反应而制成，各组分的重量配比为：

CPFMA： 6％～45％，

羟基丙烯酸酯树脂：10％～50％，

有机硅 1％～8％，

溶剂： 25％～40％，总量满足100％。

其中所述，CPFMA为氟烯烃-烷基乙烯基醚共聚树脂，其羟值为25～100mgKOH/g，氟含量为24％～45％；

所述有机硅为含烯基或含羟基、烷氧基等官能基团的有机硅烷或其缩合而成的有机硅低聚物；

所述羟基丙烯酸酯树脂的羟值为25～100mKOH/g，酸值为2～12mgKOH/g；

所述溶剂为脂肪酮类、芳烃类、醋酸酯类溶剂的一种，或几种的混合物。

本发明的制备方法为：由CPFMA、羟基丙烯酸酯树脂、有机硅、溶剂按重量配比投入反应釜或反应罐中，在充分搅拌混合后，再搅拌加热至120～160℃，保温反应3～5小时，降至室温，放料，得到含羟基氟硅丙树脂。

本发明利用有机硅与CPFMA和羟基丙烯酸酯树脂的羟基反应，将氟树脂和羟基丙烯酸酯树脂交联结合，提高了丙烯酸酯树脂和氟树脂的相容性，并在树脂中引入了有机硅的组分。这种树脂在合成中无副产物产生，不需要后处理，其生产工艺简单方便，节约能源，成本低。产物氟硅丙树脂外观清澈透明，无机械杂质，在常温下储藏稳定性好，粘度为1000-4000CPS(旋转粘度法)，数均分子量为2.0×10⁴-4.0×10⁴。可在氟含量比较低状态下使粘结剂获得良好的耐候性、抗紫外线性及耐低温性能。本发明制备的含羟基氟硅丙树脂按双组分粘结剂配制，经固化剂交联固化后可获得高耐候性、高耐空气污染性、高耐水性、强粘结性的粘结膜。

采用本发明的氟硅丙树脂，可按常规配制成粘结剂。如按下列配比加入颜填料、分散剂等按常规操作法混合，经高速分散研磨可制得各种颜色的石板用氟硅丙树脂粘结剂。粘结剂在容器中搅拌均匀，无结块现象。

上述配方中各组成物除了氟硅丙树脂是本发明之外，其余都是市售商品，颜料、填料可按粘结剂配色需要选自市售商品。

本发明所用的固化剂为醚化氨基树脂、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚树脂等。

本发明优点：由于本发明氟硅丙树脂是通过含氟丙烯酸酯共聚体与硅树脂及含羟基丙烯酸酯共聚体反应而成的，因此氟硅丙树脂产物结构规整，外观透明度好，贮藏稳定性好。本发明氟硅丙树脂的生产方法由于反应后无副产物生成，不需要后处理，因此工艺简单方便，节约能源，成本低。用这种氟硅丙树脂配制的双组分粘结剂可在常温或低温条件下粘结石板，具有优异的透光性、耐老化性能、抗紫外线性、耐低温性能及高强度剪切性能，特别适用于玻璃透光复合石材制品的粘结制作，可在-50℃至80℃的环境下长期使用。

具体实施方案

为详细描述本发明的实施方案，下面给出3个实施的实例，但本发明的实施方案不限于此。

实施例1

一种含羟基氟硅丙树脂，其原料组分的重量配比如下：

CPFMA 7％

羟基丙烯酸酯树脂 42％

有机硅 7％

颜填料 8％

分散剂 2％

溶剂 34％

将上述重量配比的CPFMA、羟基丙烯酸酯树脂、有机硅、溶剂投入反应釜中，在充分搅拌混合后，再搅拌加热至125～135℃，保温反应4～5小时，降至室温，放料，得到含羟基氟硅丙树脂。将该含羟基的氟硅丙树脂与醚化氨基树脂按2∶1的比例配制，并加入分散剂、颜填料搅拌均匀后，完全固化24小时后，其粘结膜的剪切强度大于80MPa，耐老化性6000小时强度无明显变化，在-30℃低温下粘结膜的剪切强度大于65MPa。

实施例2

一种含羟基氟硅丙树脂，其原料组分的重量配比如下：

CPFMA 12％

羟基丙烯酸酯树脂 35％

有机硅 3％

颜填料 10％

分散剂 2％

溶剂 38％

将上述重量配比的CPFMA、羟基丙烯酸酯树脂、有机硅、溶剂投入反应釜中，在充分搅拌混合后，再搅拌加热至130～140℃，保温反应4～5小时，降至室温，放料，得到含羟基氟硅丙树脂。将该含羟基的氟硅丙树脂与醚化氨基树脂按5∶2的比例配制，并加入分散剂、颜填料搅拌均匀后，完全固化24小时后，其粘结膜的剪切强度大于80MPa，耐老化性5500小时强度无明显变化，在-30℃低温下粘结膜的剪切强度大于65MPa。

实施例3

一种含羟基氟硅丙树脂，其原料组分的重量配比如下：

CPFMA 25％

羟基丙烯酸酯树脂 30％

有机硅 2％

颜填料 8％

分散剂 2％

溶剂 34％

将上述重量配比的CPFMA、羟基丙烯酸酯树脂、有机硅、溶剂投入反应釜中，在充分搅拌混合后，再搅拌加热至135～150℃，保温反应3～5小时，降至室温，放料，得到含羟基氟硅丙树脂。将该含羟基的氟硅丙树脂与醚化氨基树脂按3∶2的比例配制，并加入分散剂、颜填料搅拌均匀后，完全固化24小时后，其粘结膜的剪切强度大于80MPa，耐老化性5500小时强度无明显变化，在-30℃低温下粘结膜的剪切强度大于65MPa。

Claims

1、一种含羟基氟硅丙树脂，其特征在于：由CPFMA、有机硅、羟基丙烯酸酯树脂在溶剂中经交联反应而制成，各组分的重量配比为：

CPFMA：6％～45％，

羟基丙烯酸酯树脂：10％～50％，

有机硅1％～8％，

溶剂：25％～40％，

总量：100％

其中，CPFMA为氟化丙烯酸酯共聚树脂，其羟值为25～100mgKOH/g，氟含量为24％～45％；

所述有机硅为含烯基、羟基或烷基的有机硅烷，或其缩合而成的有机硅低聚物；

所述羟基丙烯酸酯树脂的羟值为25～100mKOH/g，酸值为2～12mgKOH/g。

2、根据权利要求1，所述的含羟基氟硅丙树脂，其特征在于所述溶剂为脂肪酮类、芳烃类、醋酸酯类溶剂的一种，或几种的混合物。

3、如权利要求1所述的含羟基氟硅丙树脂的制备方法，其特征在于具体步骤为：将CPFMA、羟基丙烯酸酯树脂、有机硅、溶剂按重量配比投入反应釜中，充分混合，搅拌并加热至120～160℃，保温反应3～5小时，降至室温，放料，得到含羟基氟硅丙树脂。

4、根据权利要求1所述的氟硅丙树脂，其特征在于它可应用于按下列组成物配方制成氟硅丙树脂粘结剂：

氟硅丙树脂(含溶剂) 40％～85％

颜填料 8％～25％

分散剂 0.5％～10％

5、根据权利要求4所述的氟硅丙树脂，其特征在于氟硅丙树脂粘结剂配方中所用的颜填料可以为市售各种颜料或填料。