CN110437740B - 一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料及其制备方法，该涂料为双组分，甲组份为：丙烯酸聚硅氧烷树脂、自制热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A、自制热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B、分散剂、流平剂、溶剂；乙组份为非异氰固化环氧酸树脂，使用自制的两款热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂作为流变助剂。本发明在达到超长老化性能、防腐性能的前提下，更具备更好的装饰性。而且，使用无气喷涂施工固体份高达80％，施工VOC含量低。本发明涂料能够替代目前广泛使用的聚氨酯和氟碳涂料，具有较高的经济价值和环保价值。

Description

一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料领域，特别涉及一种自制两款热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂作为流变助剂制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的方法。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对大型钢结构工程的防腐蚀提出了更高的要求，既要提高长效保护的周期，又要安全、健康和环保。近年来丙烯酸聚硅氧烷面漆有替代氟碳面漆及丙烯酸聚氨酯面漆的趋势。但市面上聚硅氧烷涂料均存在人工老化好、耐盐雾好但装饰性较差的弊端，主要表现在光泽度、爽滑度、丰满度不高。

丙烯酸聚硅氧烷面漆是以硅氧键为主链的硅树脂所制成的涂料，其最大特点是耐候性优良。阳光中的紫外线是涂层破坏的主要原因，紫外线具有的能量为314～419kJ/mol，而丙烯酸聚硅氧烷树脂，其主链上不断重复的是Si—O键。Si—O键键能高达446kJ/mol，不受阳光和紫外线的影响，所以丙烯酸聚硅氧烷面漆具有优异的耐候性。聚硅氧烷涂料具有优异的保光保色性，且安全、健康和环保，有替代目前广泛使用的聚氨酯和氟碳涂料，代表了未来涂料发展的方向。

发明内容

针对现有技术中所述的现有聚硅氧烷涂料，存在防腐蚀性能好但装饰性较差的弊端，主要表现在光泽度不高、爽滑度、丰满度不够，本发明的目的在于提供一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料及其制备方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，包括按照质量比为甲组份：乙组份＝(100)：(7-15)比例混合而成的原料：

甲组份：

乙组份：

非异氰固化环氧酸树脂 7-15份。

进一步，所述热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A包括以下质量比的原料：

进一步，所述热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B包括以下质量比的原料：

进一步，所述流变型低聚物按照以下质量比的原料制备得到：

进一步，所述流平剂为BYK333；所述非异氰固化环氧酸树脂为爱珂玛899BA-70。

本发明进而给出了一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照质量比称取丙烯酸聚硅氧烷树脂50-60份、热塑性流变型丙烯酸树脂A2-3份、热塑性流变型丙烯酸树脂B 1-2份搅拌混合均匀，在混合物中加入分散剂BYK163 1-2份、流平剂1-2份和醋酸丁酯5-8份，搅拌，再加入金红石钛白粉30-35份，后提高转速，搅拌，将浆料研磨至细度在20μm，过滤包装得到甲组份；

2)将乙组份非异氰固化环氧酸树脂按7-15份加入研磨的甲组份中，并分散，静置，即得高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料。

进一步，所述步骤1)中，混合物中加入醋酸丁酯600r/min搅拌5min；提高转速至1000r/min，搅拌15min。

所述步骤2)中，在600r/min分散5min，静置5-10min，即得高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料。

进一步，所述热塑性流变型丙烯酸树脂A按照以下方法制备：

将质量比为30-35份流变型低聚物、4-6份丙烯酸丁酯、8-10份甲基丙烯酸甲酯、7-9份苯乙烯、0.3-0.7份过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装。

进一步，所述热塑性流变型丙烯酸树脂B按照以下方法制备：

将25-30份流变型低聚物、6-8份丙烯酸丁酯、12-15份甲基丙烯酸甲酯、5-7份苯乙烯、0.3-0.7过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂B冷却过滤包装。

进一步，所述流变型低聚物按照以下方法制备：

取18-23份二甲胺和13-16份甲醛置于容器中，待反应完全后1h再将50-60份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应物中，在45～50℃共反应3～4h时，后缓慢加入9-11份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

本发明的高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料制备通过自制合成两款热塑性流变型丙烯酸树脂A和B，作为丙烯酸聚硅氧烷涂料的流变助剂，制得了干膜流挂厚度为150μm，表面爽滑度、丰满度极高，光泽高达94°，漆膜具备极佳的装饰性。同时施工固含量高达80％，VOC含量约为240g/L，远远优于国家要求的420g/L，同时能够保证优异的耐候性能。因此，这一发明具有极大的经济价值和环保价值。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明的高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备流变型低聚物：

取18-23份二甲胺和13-16份甲醛置于三口烧瓶中，待反应完全后约1h，再将50-60份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应体系中，在45～50℃共反应3～4h时，后缓慢加入9-11份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物。

2)制备热塑性流变型丙烯酸树脂A：

将质量比为30-35份流变型低聚物、4-6份丙烯酸丁酯、8-10份甲基丙烯酸甲酯、7-9份苯乙烯、0.3-0.7份过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装。

3)制备热塑性流变型丙烯酸树脂B：

将25-30份流变型低聚物、6-8份丙烯酸丁酯、12-15份甲基丙烯酸甲酯、5-7份苯乙烯、0.3-0.7过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂B,冷却过滤包装。

4)制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料：

按照质量比称取丙烯酸聚硅氧烷树脂(SYNOCURE892BA-70)50-60份、热塑性流变型丙烯酸树脂A 2-3份、热塑性流变型丙烯酸树脂B 1-2份搅拌混合均匀，在混合物中加入分散剂BYK163 1-2份、流平剂BYK333 1-2份和醋酸丁酯5-8份，600r/min搅拌5min，再加入金红石钛白粉30-35份，后提高转速至1000r/min，搅拌15min；将浆料研磨至细度在20μm，过滤包装得到甲组份；

将乙组份非异氰固化环氧酸树脂爱珂玛899BA-70按7-15份加入研磨的甲组份中，在600r/min分散5min，静置10min，即得高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料。

下面通过具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1

步骤1、制备流变型低聚物，其包括以下的反应过程：

取18份二甲胺和13份甲醛置于三口烧瓶中，待反应完全后约1h，再将60份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应体系中，在45℃共反应4h时，后缓慢加入9份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物。其反应方程式为：

步骤2、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A，所需原料及数量比如下：

聚合工艺过程：

将上述质量比的流变型低聚物、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装；

步骤3、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B，所需原料及数量比如下：

将上述配比的流变型低聚物、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述二甲苯反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，对制得的热塑性流变型丙烯酸树脂B冷却过滤包装；

步骤4、使用步骤2、步骤3中分别制备的热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A、热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B作为流变助剂，制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其甲组份原料及数量配比为：

工艺过程如下：

按照上述配比分别定量称取丙烯酸聚硅氧烷树脂、自制的热塑性流变型丙烯酸树脂A、自制的热塑性流变型丙烯酸树脂B投入连接冷凝机组的搅拌缸中，加入分散剂BYK163、流平剂BYK333和醋酸丁酯，600r/min搅拌5min，再加入金红石钛白粉，加料完毕后提高转速至1000r/min，搅拌15min，将浆料抽至连接冷凝机组的砂磨机中，研磨至细度在20μm，过滤包装。

将乙组份非异氰固化环氧酸树脂爱珂玛899BA-70加入研磨细度合格的甲组份中，并在600r/min分散5min，静置10min再开始制板，漆膜在标准恒温恒湿室养护7d，再检测性能。

实施例2

步骤1、制备流变型低聚物，其包括以下的反应过程：

取23份二甲胺和16份甲醛置于三口烧瓶中，待反应完全后约1h，再将50份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应体系中，在50℃共反应3h时，后缓慢加入11份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物；

步骤2、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A，所需原料及数量比如下：

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装；

步骤3、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B，所需原料及数量比如下：

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂B冷却过滤包装；

步骤4、使用步骤2、步骤3中分别制备的热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A、热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B作为流变助剂，制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其甲组份原料及数量配比为：

按照实施例1工艺制备得到甲组份过滤包装。

将乙组份非异氰固化环氧酸树脂爱珂玛899BA-70加入研磨细度合格的甲组份中，并在600r/min分散5min，静置10min再开始制板，漆膜在标准恒温恒湿室养护7d，再检测性能。

实施例3

步骤1、制备流变型低聚物，其包括以下的反应过程：

取20份二甲胺和13份甲醛置于三口烧瓶中，待反应完全后约1h，再将57份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应体系中，在50℃共反应4h时，后缓慢加入10份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物；

步骤2、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A，所需原料及数量比如下：

聚合工艺过程

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装；

步骤3、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B，所需原料及数量比如下：

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂B冷却过滤包装；

步骤4、使用步骤2、步骤3中分别制备的热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A、热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B作为流变助剂，制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其甲组份原料及数量配比为：

工艺过程如下：

按照实施例1工艺制备得到甲组份过滤包装。

将乙组份非异氰固化环氧酸树脂爱珂玛899BA-70加入研磨细度合格的甲组份中，并在600r/min分散5min，静置10min再开始制板，漆膜在标准恒温恒湿室养护7d，再检测性能。

实施例4

步骤1、制备流变型低聚物，其包括以下的反应过程：

取20份二甲胺和15份甲醛置于三口烧瓶中，待反应完全后约1h，再将55份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应体系中，在50℃共反应3h时，后缓慢加入10份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。产物为水溶液，经蒸发干燥成固体粉末，再使用二甲苯将此粉末状低聚物溶解成质量分数为25％的溶液，即为流变型低聚物；

步骤2、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A，所需原料及数量比如下：

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂A冷却过滤包装；

步骤3、制备热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B，所需原料及数量比如下：

将上述配比的原料按照实施例1的聚合工艺制得热塑性流变型丙烯酸树脂B冷却过滤包装；

步骤4、使用步骤2、步骤3中分别制备的热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A、热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B作为流变助剂，制备高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其甲组份原料及数量配比为：

按照实施例1工艺制备得到甲组份过滤包装。

将乙组份非异氰固化环氧酸树脂爱珂玛899BA-70加入研磨细度合格的甲组份中，并在600r/min分散5min,静置10min再开始制板，漆膜在标准恒温恒湿室养护7d，再检测性能。

在生产过程中需注意：

在配料等个生产过程中应注意密封保存漆液，尽量避免水汽接触引起的化学反应，严禁在雨雪天气及湿度≥60％及以上的环境中生产作业。

按本发明实施例1-4生产的高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料产品检测结果见表1

表1高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的检测结果

由上述检测结果可见，应用本发明制得的高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料其施工固体含量达到80％以上，漆膜爽滑度高、光泽度达83以上；并且其适用期不小于4h，铅笔硬度≥H，其冲击性能在30cm以上，附着力不小于5MPa；耐盐雾性、耐人工气候老化性、特别是装饰性能均优于氟碳面漆；同时在装饰性方面远优于市场同类产品。因此，本发明具有极大的经济价值和环保价值，更适宜推广应用。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其特征在于，包括按照质量比为甲组份：乙组份＝(100)：(7-15)比例混合而成的原料：

乙组份：

非异氰固化环氧酸树脂 7-15份；

所述热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂A包括以下质量比的原料：

所述热塑性流变型丙烯酸聚合物树脂B包括以下质量比的原料：

所述非异氰固化环氧酸树脂为爱珂玛899BA-70；

所述流变型低聚物按照以下质量比的原料制备得到：

2.根据权利要求1所述的一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料，其特征在于，所述流平剂为BYK333；丙烯酸聚硅氧烷树脂为爱珂玛SYNOCURE892BA-70。

3.一种权利要求1-2任一项所述的高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照质量比称取丙烯酸聚硅氧烷树脂50-60份、热塑性流变型丙烯酸树脂A 2-3份、热塑性流变型丙烯酸树脂B1-2份搅拌混合均匀，在混合物中加入分散剂BYK163 1-2份、流平剂1-2份和醋酸丁酯5-8份，搅拌，再加入金红石钛白粉30-35份，后提高转速，搅拌，将浆料研磨至细度在20μm，过滤包装得到甲组份；

2)将乙组份非异氰固化环氧酸树脂按7-15份加入研磨的甲组份中，并分散，静置5-10min，即得高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料。

4.根据权利要求3所述的一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，所述热塑性流变型丙烯酸树脂A按照以下方法制备：

将质量比为30-35份流变型低聚物、4-6份丙烯酸丁酯、8-10份甲基丙烯酸甲酯、7-9份苯乙烯、0.3-0.7份过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，即得热塑性流变型丙烯酸树脂A，冷却过滤包装。

5.根据权利要求3所述的一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，所述热塑性流变型丙烯酸树脂B按照以下方法制备：

将25-30份流变型低聚物、6-8份丙烯酸丁酯、12-15份甲基丙烯酸甲酯、5-7份苯乙烯、0.3-0.7份过氧化苯甲酰投入滴加釜中搅拌均匀，得到混合单体；然后将二甲苯40-50份投入反应釜，加热搅拌，升温至80±2℃，反应釜内恒温通入氮气，将上述滴加釜中混合单体均匀滴加入上述反应釜中，滴加完后保持恒温80±2℃，6h后，即得热塑性流变型丙烯酸树脂B，冷却过滤包装。

6.根据权利要求3所述的一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，所述流变型低聚物按照以下方法制备：

取18-23份二甲胺和13-16份甲醛置于容器中，待反应完全后1h再将50-60份非离子聚丙烯酰胺加入到胺甲基化反应物中，在一定温度下共反应，后缓慢加入9-11份硫酸二甲酯进行季铵化处理，反应1h后冷却至室温。

7.根据权利要求6所述的一种高装饰型丙烯酸聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，非离子聚丙烯酰胺加入胺甲基化反应物中，在45～50℃共反应3～4h。