CN107177308B - 一种适用于各种基材的有机硅连接涂料及制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于各种基材的有机硅连接涂料及制备和使用方法，适用于各种基材的有机硅连接涂料，主要由如下重量份的原料制成：甲组份：羟基聚硅氧烷40‑44份，三聚氰酸环氧树脂4‑8份，触变剂1.6‑2份，消泡剂0.4‑0.8份，分散剂0.3‑0.5份，颜料8‑10份，填料16‑20份，溶剂6‑7.2份；乙组分：交联剂2‑2.2份，附着力促进剂0.5‑1份，固化剂3.2‑6.4份，催化剂0.3‑0.5份，溶剂7.4‑7.9份。本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料固化后涂层对基材附着强度达2.2MPa以上；同时固化后对污损释放型防污漆连接强度高于1.0MPa或大于防污涂料内聚力。

Description

一种适用于各种基材的有机硅连接涂料及制备和使用方法

技术领域

本发明涉及涂料技术，特别涉及一种适用于各种基材的有机硅连接涂料及制备和使用方法。

背景技术

污损释放型防污涂料是一种无释放防污毒剂、环保的涂料，它是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：与基材的附着力差，重涂性差。

由于污损释放型防污漆上述缺陷，如将其直接涂覆于环氧类防锈涂层或金属基材上，在水浸泡或冲刷下，防污涂层很容易从防锈涂层或金属基材表面脱落，影响防污效果。因此，连接涂料性能的好坏直接影响防污涂层期效，对防污涂层性能发挥起重要作用。现有解决方法是引入过渡层，即连接涂料或中间封闭涂料，通过此种连接涂料将防污涂层与基材牢固连接，保证防污涂层使用寿命。

国内外针对防污涂料开发配套性的有机硅连接涂料如下：

发明专利CN201410550964.3公布了一种有机硅中间连接漆，这种连接漆由羟基硅油、硅烷偶联剂、硅烷交联剂和有机锡催化剂构成，由甲乙丙三部分，实际使用比较不方便；并且在防锈底漆上的附着强度仅为1.18MPa。

发明专利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漆，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漆具有粘接作用。

由公布发明专利CN201410550964.3可知，其含有羟基硅油而不含环氧的连接漆对防锈底漆附着强度不高，仅为1.18MPa，而本发明提供的连接漆对防锈底漆的附着强度达2.5MPa，比其提高112％；同时，由于一些金属基材无需防锈涂层但需防污功能，因此，连接漆对金属基材附着强度高低直接决定防污涂层的附着情况，而公布发明并未提及可在金属表面上附着情况，本发明提供的连接漆可在不同基材表面附着强度可达2.0MPa以上。

由公布发明专利200910055159.2可知，其含有环氧和增塑剂而不含羟基硅油的连接漆对防锈底漆附着强度高，但缺少与聚硅氧烷污损释放型防污漆相结合的机制，发明未明确给出对防锈涂层和防污涂层的附着强度；也未提及可在金属表面上附着情况。

专利201110170926.1公布了环氧改性聚硅氧烷低表面能防污涂料及其制备方法，其应用环氧改性聚硅氧烷树脂中羟基等基团与环氧底漆中羟基、环氧基等基团反应，增强防污面漆对底漆的附着力。专利只公布对环氧底漆和防污漆附着性能，并未公布对金属基材的附着性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种适用于各种基材的有机硅连接涂料，主要由如下重量份的原料制成：

甲组份：羟基聚硅氧烷40-44份，三聚氰酸环氧树脂4-8份，触变剂1.6-2份，消泡剂0.4-0.8份，分散剂0.3-0.5份，颜料8-10份，填料16-20份，溶剂6-7.2份；

乙组分：交联剂2-2.2份，附着力促进剂0.5-1份，固化剂3.2-6.4份，催化剂0.3-0.5份，溶剂7.4-7.9份。

进一步地，所述羟基聚硅氧烷为25℃时粘度为1000mPa.s～2000mPa.s的端羟基聚硅氧烷。

进一步地，所述的三聚氰酸环氧树脂，由环氧氯丙烷与三聚氰酸反应制备而成。

进一步地，所述的附着力促进剂为PN-842；所述交联剂为甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷；所述固化剂为胺类有机硅偶联剂，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的其中一种；所述催化剂为钛酸丁酯。

进一步地，所述触变剂为改性聚酰胺蜡或有机膨润土；所述颜料为钛白、甲苯胺红、铁黑；所述填料为硅藻土、白炭黑、云母粉、石英砂的其中两种。

进一步地，所述消泡剂为BYK-530有机硅类化合物；所述分散剂为BYK-110羧酸类化合物。

进一步地，所述溶剂为二甲苯、甲苯、丁酮、正丁醇、甲基异丁基戊酮的其中两种。

本发明还提供一种如上任一项所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料的制备方法，其特征在于：

甲组份制备方法：将羟基聚硅氧烷树脂、三聚氰酸环氧树脂和溶剂以2500rpm转速分散，搅拌均匀；加入消泡剂、分散剂、触变剂等，以2500rpm转速分散20min～40min；再加入颜料和填料，以2500rpm转速分散10min，砂磨40min～60min，获得细度在40μm以下的涂料，即为甲组份；

乙组分制备方法：在溶剂中按比例加入交联剂、附着力促进剂、固化剂和催化剂，共混均匀，即为乙组分。

本发明还提供一种如上任一项所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料的使用方法：

存储：将甲组份和乙组分分离放置，并与水隔绝，放置于25℃下阴暗处；

混合：将甲组份与乙组分重量比(7～9)：1进行混合，采用搅拌机搅拌3～5min；

涂装有机硅连接涂料：采用喷涂或者刷涂的方式在干净、干燥的不同基材表面涂装有机硅连接涂料；

涂装防污涂料：有机硅连接涂料需在干燥环境下固化22h～24h后，在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料；若在有机硅连接涂料干燥固化后48h内没有在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料，则直接在有机硅连接涂料的表面再喷涂一层涂装有机硅连接涂料，并在干燥环境下固化22h～24h后，再涂装防污涂料。

本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料，将羟基聚硅氧烷、甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷、三聚氰酸环氧树脂和附着力促进剂相结合使用，利用甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷与聚硅氧烷端羟基反应，实现聚硅氧烷头尾连接，扩大聚硅氧烷分子量，增加体系韧性，同时预留乙烯基与污损防污漆中双键进行反应，过量的聚硅氧烷端羟基与防污漆中硅羟基发生反应，实现界面化学键合；利用三聚氰酸环氧树脂的开环固化对各种基材起到粘接附着作用，同时三聚氰酸环氧树脂中含有三个羰基，可进一步增加对各种基材的附着；利用硅橡胶附着力促进剂提高对金属基材附着；通过以上三者性能的综合实现对各种基材和防污漆的优异连接。

本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料将羟基聚硅氧烷、甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷、三聚氰酸环氧和附着力促进剂相结合使用，通过物理和化学反应提高连接涂层的结合力，最终实现对各种基材和防污漆的优异连接，固化后涂层对基材附着强度达2.2MPa以上；同时固化后对污损释放型防污漆连接强度高于1.0MPa或大于防污涂料内聚力。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下通过实施例对本发明进行进一步说明，表1和表2分别为本发明提供的3个优选实施例的甲组份和乙组分。

表1

表2

甲组份制备方法：将羟基聚硅氧烷树脂、三聚氰酸环氧树脂和溶剂以2500rpm转速分散，搅拌均匀；加入消泡剂、分散剂、触变剂等，以2500rpm转速分散20min～40min；再加入颜料和填料，以2500rpm转速分散10min，砂磨40min～60min，获得细度在40μm以下的涂料，即为甲组份；

乙组分制备方法：在溶剂中按比例加入交联剂、附着力促进剂、固化剂和催化剂，共混均匀，即为乙组分。

其中，乙组分中的交联剂为甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷；附着力促进剂为PN-842；催化剂为钛酸丁酯。

本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料主要技术指标及其测试标准如表3所示：

表3

将实施例1、2、3的甲乙组分均按甲：乙＝8：1(质量比)进行混合，涂覆于不同的基材上。

本发明提供一种如上任意所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料的使用方法：

存储：将甲组份和乙组分分离放置，并与水隔绝，放置于25℃下阴暗处；

混合：将甲组份与乙组分重量比(7～9)：1进行混合，采用搅拌机搅拌3～5min；

涂装有机硅连接涂料：采用喷涂或者刷涂的方式在干净、干燥的不同基材表面涂装有机硅连接涂料；

涂装防污涂料：有机硅连接涂料需在干燥环境下固化22h～24h后，在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料；若在有机硅连接涂料干燥固化后48h内没有在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料，则直接在有机硅连接涂料的表面再喷涂一层涂装有机硅连接涂料，并在干燥环境下固化22h～24h后，再涂装防污涂料。

使用前，甲、乙两组份尽量避免与水接触，并放置于阴暗处储存；使用过程禁止参杂酸性化合物尤其氰酸化合物；可采用喷涂、刷涂进行涂装，尽量避免使用辊涂方式；有机硅连接涂料需在干燥环境下固化24h，然后进行防污涂料的涂装；如果防污涂料未在规定时间内涂装，则在涂装防污涂料前，需再涂装一层有机硅连接涂料，但无需像其它涂料一样需要对已涂装表面进行拉毛处理，保证一定粗糙度，而只需保证已有连接涂层表面干净、干燥即可，大大节约了制造成本和避免了拉毛处理带来的灰尘污染。

此外，由于硅含量较高，表面能较低，具有疏水性能,可以作为防水涂料应用，如用于水池/管道/墙壁等地方的防水，通过调节催化剂也可以作为快固型堵水剂；也可以涂装于高压线塔，起到防覆冰涂料的效果。

以下为3个实施例性能试验，得到如下性能结果数据，见表4所示：

表4

从表3可知，本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料固化后涂层对各种基材附着强度大于2.2MPa以上，比对比资料强度提高112％；对污损释放型防污漆连接强度高于1.0MPa或大于防污涂料内聚力。

本发明提供的适用于各种基材的有机硅连接涂料通过以下技术方案及技术原理实现的：

(1)将羟基聚硅氧烷、甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷、三聚氰酸环氧和附着力促进剂相结合使用，利用甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷与聚硅氧烷端羟基反应，实现聚硅氧烷头尾连接，扩大聚硅氧烷分子量，增加体系韧性；利用三聚氰酸环氧的开环固化对各种基材起到粘接附着作用，同时三聚氰酸环氧中含有三个羰基，可进一步增加对各种基材的附着；利用硅橡胶附着力促进剂提高对金属基材附着；通过以上三者性能的综合实现对各种基材和防污漆的优异连接；

(2)由于羟基聚硅氧烷与防污漆用用羟基聚硅氧烷树脂结构相近，固化机理相同，因此，连接漆与防污漆之间属于相似相容，两者之间形成范德华力；同时预留乙烯基与污损防污漆中双键进行反应，过量的聚硅氧烷端羟基与防污漆中硅羟基发生反应，实现界面化学键合，从而提高连接漆粘接强度；

通过以上树脂复配使用，可以研制出一种适用于各种基材的有机硅连接涂料。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于主要由如下重量份的原料制成：

甲组份：羟基聚硅氧烷40-44份，三聚氰酸环氧树脂4-8份，触变剂1.6-2份，消泡剂0.4-0.8份，分散剂0.3-0.5份，颜料8-10份，填料16-20份，溶剂6-7.2份；

乙组分：交联剂2-2.2份，附着力促进剂0.5-1份，固化剂3.2-6.4份，催化剂0.3-0.5份，溶剂7.4-7.9份；

所述羟基聚硅氧烷为25℃时粘度为1000mPa.s～2000mPa.s的端羟基聚硅氧烷；

所述交联剂为甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷。

2.根据权利要求1所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于：所述的三聚氰酸环氧树脂，由环氧氯丙烷与三聚氰酸反应制备而成。

3.根据权利要求1所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于：所述的附着力促进剂为PN-842；所述固化剂为胺类有机硅偶联剂，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的其中一种；所述催化剂为钛酸丁酯。

4.根据权利要求1所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于：所述触变剂为改性聚酰胺蜡或有机膨润土；所述颜料为钛白、甲苯胺红、铁黑；所述填料为硅藻土、白炭黑、云母粉、石英砂的其中两种。

5.根据权利要求1所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于：所述消泡剂为BYK-530有机硅类化合物；所述分散剂为BYK-110羧酸类化合物。

6.根据权利要求1所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯、甲苯、丁酮、正丁醇、甲基异丁基戊酮的其中两种。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料的制备方法，其特征在于：

甲组份制备方法：将羟基聚硅氧烷树脂、三聚氰酸环氧树脂和溶剂以2500rpm转速分散，搅拌均匀；加入消泡剂、分散剂、触变剂等，以2500rpm转速分散20min～40min；再加入颜料和填料，以2500rpm转速分散10min，砂磨40min～60min，获得细度在40μm以下的涂料，即为甲组份；

乙组分制备方法：在溶剂中按比例加入交联剂、附着力促进剂、固化剂和催化剂，共混均匀，即为乙组分。

8.一种如权利要求1～6任一项所述的适用于各种基材的有机硅连接涂料的使用方法，其特征在于：

存储：将甲组份和乙组分分离放置，并与水隔绝，放置于25℃下阴暗处；

混合：将甲组份与乙组分重量比(7～9)：1进行混合，采用搅拌机搅拌3～5min；

涂装有机硅连接涂料：采用喷涂或者刷涂的方式在干净、干燥的不同基材表面涂装有机硅连接涂料；

涂装防污涂料：有机硅连接涂料需在干燥环境下固化22h～24h后，在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料；若在有机硅连接涂料干燥固化后48h内没有在有机硅连接涂料的表面涂装防污涂料，则直接在有机硅连接涂料的表面再喷涂一层涂装有机硅连接涂料，并在干燥环境下固化22h～24h后，再涂装防污涂料。