CN106280990A - 一种高粘结强度有机硅连接涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工材料技术领域，特别是指一种可适用于船舶水线以下部位的高粘结强度有机硅连接涂料及其制备方法，该连接涂料由甲乙组分构成，甲组分为羟基聚硅氧烷、MQ树脂、硅烷交联剂、颜料、填料、触变剂和溶剂组成；乙组分由固化剂、催化剂和溶剂组成；此连接涂料具有固化时间达60min以上，固化后涂层对环氧防锈涂层强度为2.5MPa，对污损释放型防污涂层连接强度高于防污涂层内聚力，有效保证涂层体系服役期效。

Description

一种高粘结强度有机硅连接涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工材料技术领域，特别是指一种可适用于船舶水线以下部位的高粘结强度有机硅连接涂料及其制备方法，可作为一种船底防锈防污涂料的过渡层。
背景技术
污损释放型防污涂料是一种无释放防污毒剂的环保涂料，利用涂料表面本身所具有的低表面能特性使海生物难以附着；即便发生海生物附着，低的弹性模量使附着物在船舶航行时水的剪切力作用下或者高压水冲刷下很容易被清除。这种防污机理带来低表面能有机硅防污涂料存在如下缺陷：①与基材的附着力差，重涂性差；②强度差，表面易划伤破损。
由于污损释放型防污涂料存在上述缺陷，如果将其直接涂覆在环氧或改性环氧类防锈涂层上，在水浸泡或冲刷下，防污涂层很容易从防锈涂层表面大面积脱落，现有一般解决方法是在两涂层间引入过渡层，即连接涂料或中间封闭涂料，通过此种连接涂料将防锈涂层和防污涂层很好的连接起来，能保持防污涂层在水中服役5年以上。因此，连接涂料性能的好坏直接影响防污涂层期效的长短，对防污涂层起到客观决定性作用。
国内外相关防污涂料均开发具有相应配套性的有机硅连接涂料，以下为相关专利报道。
中国专利申请CN201410550964.3公布了一种有机硅中间连接涂料，这种连接涂料由聚硅氧烷树脂、硅烷偶联剂、硅烷交联剂、颜填料、助剂以及催化剂构成，由甲乙丙三部分，实际使用不方便；并且附着强度仅为1.18MPa。
文献中报道青岛海洋化工研究院桂泰江研究发现双胺基硅烷偶联剂能提高有机硅树脂对防锈底漆的粘接强度，所研制的有机硅中间连接涂料与防锈底漆的最高粘接强度也仅为0.6MPa，但粘接强度高于国外同类产品。
中国专利申请CN200910055159.2公布了一种用于有机硅防污体系的增强涂层结合力的环氧连接涂料，其主要由双酚A环氧树脂、成膜助剂、增塑剂构成A组分；改性聚酰胺类固化剂为B组分，所制备的中间连接涂料对防锈底漆和有机硅防污涂料具有粘接作用，但并未提及粘接强度。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种高粘结强度有机硅连接涂料及其制备方法，对防锈底漆和有机硅防污涂料起很好粘接作用，保证水线以下防锈防污涂料的有效服役。
本发明采用如下的技术方案：
一种高粘结强度有机硅连接涂料，由如下重量份的原料制成：
甲组分：羟基聚硅氧烷34-42份、MQ树脂8-12份、硅烷交联剂19.5-23.5份、触变剂1.5-2.5份、颜料3-4份、填料19-21份、溶剂4-6份；
乙组分：固化剂6.5-7.5份、催化剂0.4-0.6份、溶剂8.5-9.7份。
其中，所述羟基聚硅氧烷选自三种不同的粘度范围，25℃条件下，分别是1000mPa.s-4000mPa.s、5000mPa.s-8000mPa.s、9000mPa.s-50000mPa.s，三种的重量配比为5/3/2-2/4/4。
优选地，所述三种不同粘度的羟基聚硅氧烷粘度分别为2000mPa.s、5000mPa.s、10000mPa.s。
其中，所述MQ树脂中M链节的R1为甲基，R2为环氧基，树脂摩尔质量为1500-3000g/mol，分子结构中M链节与Q链节之比为0.86-0.92。
其中，所述硅烷交联剂为正硅酸乙酯及其预聚物的混合物，正硅酸乙酯为Si28，预聚物为Si40；正硅酸乙酯和预聚物的重量配比为4/6-6/4。
其中，所述固化剂为3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
其中，所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的至少一种。
其中，所述触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡中的至少一种；所述颜料为钛白、浅铬黄、铁红中的一种；所述填料选自硅藻土、白炭黑、绢云母、云母粉、铁钛粉、滑石粉、石英砂中的至少一种。
其中，所述溶剂为甲苯、二甲苯、邻二甲苯、丙酮、甲基异丁基甲酮中的一种。
上述任一高粘结强度有机硅连接涂料的制备方法：
甲组分的制备方法：将羟基聚硅氧烷、硅烷交联剂、MQ树脂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散20-40min；然后投入颜料、填料，以2000rpm转速分散10min，砂磨40-60min，获得细度在40μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法：将固化剂、催化剂以及溶剂共混均匀，获得乙组分。
本发明提供的一种高粘结强度有机硅连接涂料，选择三种不同粘度的羟基聚硅氧烷，粘度低的羟基聚硅氧烷固化后涂层韧性高，但粘接强度低；粘度高的固化后涂层强度高，但韧性低；本发明结合粘度对强度和韧性的影响，优选三种不同粘度的羟基聚硅氧烷复配使用，有效提高涂层粘接强度。
硅烷交联剂正硅酸乙酯Si28固化时间缓慢；正硅酸乙酯预聚物固化时间较快，但相对粘接强度高；结合两者特性，本发明将正硅酸乙酯Si28和其预聚物Si40复配使用，即有效控制涂层固化时间，又进一步提高涂层粘接强度。
本发明的连接涂料中加入补强MQ树脂，利用MQ树脂结构中甲基改善与羟基硅油的相容性；利用树脂结构中环氧基在胺类固化剂作用下开环产生羟基，起到补强作用，进而提高涂层粘接强度。
本发明有机硅连接涂料甲乙组分混合后适用期可达60min(23℃±2℃)；固化后涂层对环氧防锈涂层强度为2.5MPa，对污损释放型防污涂料连接强度高于防污涂层内聚力。
具体实施方式
本发明的实施例见表1
表1
上述任一实施例的高粘结强度有机硅连接涂料的制备方法如下：
甲组分的制备方法为：将羟基聚硅氧烷、硅烷交联剂、MQ树脂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散20-40min；然后投入颜料、填料，以2000rpm转速分散10min，砂磨40-60min，获得细度在40μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法为：将固化剂、催化剂以及溶剂共混均匀，获得乙组分。
实施例1中固化剂的具体成分为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，催化剂的具体成分为辛酸亚锡，溶剂为二甲苯或甲基异丁基甲酮；
实施例2中固化剂的具体成分为3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺，催化剂的具体成分为二醋酸二丁基锡，溶剂为二甲苯或甲基异丁基甲酮；
实施例3中固化剂的具体成分为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，催化剂的具体成分为二醋酸二丁基锡，溶剂为二甲苯或甲基异丁基甲酮。
表2为本发明的一种高粘结强度有机硅连接涂料的验证的主要技术指标。
表2
将实施例1、2、3的甲乙组分均按甲：乙＝6：1(质量比)配比，对本发明实施例以及对比样本进行性能测试，测试结果如表3所示。
表3
由表3可以看出，本发明提供的有机硅连接涂料在粘度、适用期以及强度等性能上均优于现有的连接涂料，比较适合用于船舶水线以下的部位。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于由如下重量份的原料制成：
甲组分：羟基聚硅氧烷34-42份、MQ树脂8-12份、硅烷交联剂19.5-23.5份、触变剂1.5-2.5份、颜料3-4份、填料19-21份、溶剂4-6份；
乙组分：固化剂6.5-7.5份、催化剂0.4-0.6份、溶剂8.5-9.7份。
2.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述羟基聚硅氧烷选自三种不同的粘度范围，25℃条件下，分别是1000mPa.s-4000mPa.s、5000mPa.s-8000mPa.s、9000mPa.s-50000mPa.s，三种的重量配比为5/3/2-2/4/4。
3.如权利要求2所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述三种不同粘度的羟基聚硅氧烷粘度分别为2000mPa.s、5000mPa.s、10000mPa.s。
4.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述MQ树脂中M链节的R1为甲基，R2为环氧基，树脂摩尔质量为1500g/mol-3000g/mol，分子结构中M链节与Q链节之比为0.86-0.92。
5.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述硅烷交联剂为正硅酸乙酯及其预聚物的混合物，正硅酸乙酯为Si28，预聚物为Si40；正硅酸乙酯和预聚物的重量配比为4/6-6/4。
6.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述固化剂为3-(三甲氧基硅基)丙基乙二胺、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡中的至少一种；所述颜料为钛白、浅铬黄、铁红中的一种；所述填料选自硅藻土、白炭黑、绢云母、云母粉、铁钛粉、滑石粉、石英砂中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种高粘结强度有机硅连接涂料，其特征在于：所述溶剂为甲苯、二甲苯、邻二甲苯、丙酮、甲基异丁基甲酮中的一种。
10.一种权利要求1至9中任一所述高粘结强度有机硅连接涂料的制备方法，其特征在于：
甲组分的制备方法为：将羟基聚硅氧烷、硅烷交联剂、MQ树脂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散20-40min；然后投入颜料、填料，以2000rpm转速分散10min，砂磨40-60min，获得细度在40μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法为：将固化剂、催化剂以及溶剂共混均匀，获得乙组分。
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