CN112708077A - 水性聚硅氧烷树脂、面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种水性聚硅氧烷树脂、漆及其制备方法，属于涂料制备技术领域，该水性聚硅氧烷树脂通过使用二乙烯基封端聚硅氧烷，提高了树脂的硅含量，同时，二乙烯基封端聚硅氧烷与其他组分的协同配合，有效提升了水性聚硅氧烷树脂的耐候性和柔韧性。使用该水性聚硅氧烷树脂制得的水性聚硅氧烷面漆，具有优异的惰性、硬度、附着力、抗化学性、耐高温、耐候、耐紫外线和耐磨性。

Description

水性聚硅氧烷树脂、面漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，特别涉及一种水性聚硅氧烷树脂、面漆及其制备方法。

背景技术

聚硅氧烷面漆一般由含羟基的聚硅氧烷树脂制得。具有较强的抗老化性能和防腐蚀性能，可作为建筑钢桔构、高速公路护栏、变压器、铁道桥梁、交通设施、机械设备等表面防腐蚀。

目前，聚硅氧烷面漆面漆膜存在惰性、硬度、附着力、抗化学性、耐高温、耐候、耐紫外线和耐磨性等性能不理想的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高屈服一次冷轧罩退包装用钢及其制备方法。

本发明实施例一方面提供一种水性聚硅氧烷树脂，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

可选的，所述第一胺中和剂为N，N-二甲基乙醇胺，所述第一液体为去离子水。

基于同一发明构思，本发明实施例另一

方面提供一种水性聚硅氧烷树脂的制备方法，用以制备上述水性聚硅氧烷树脂，所述方法包括步骤：

将正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯混合并升温至110-130℃，获得第一混合液；

在搅拌条件下，将第二混合液滴加入所述第一混合液中，保温反应1.5-8h，获得反应液，所述双酚A环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、二乙烯基封端聚硅氧烷及过氧化苯甲酰的混合液；

用第一胺中和剂调节所述反应液的pH值至7-9，后加入第一液体进行分散，获得水性聚硅氧烷树脂。

该技术方案中，搅拌条件包括：搅拌速度为300r/min-400r/min；

将第二混合液滴加入所述第一混合液中时，滴加时间为2.5-4h。

基于同一发明构思，本发明实施例第三方面提供一种水性聚硅氧烷树脂作为原料在制备水性聚硅氧烷面漆中的应用，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

基于同一发明构思，本发明实施例第四方面提供一种水性聚硅氧烷面漆，所述面漆的组分以重量份计还包括：

其中，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

可选的，所述双酚A型环氧树脂为E44环氧树脂和/或E20环氧树脂。

可选的，所述二乙烯基封端聚硅氧烷为二乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和/或二乙烯基封端聚甲基苯基硅氧烷。

可选的，所述第二胺中和剂为N，N-二甲基乙醇胺，所述第二液体为去离子水。

可选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯，所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇，所述增稠剂为疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物。

基于同一发明构思，本发明实施例第五方面提供一种水性聚硅氧烷面漆的制备方法，用以制备上述水性聚硅氧烷面漆，所述方法包括步骤：

将水性聚硅氧烷树脂、第二液体、第二胺中和剂、分散剂、消泡剂、多聚硅酸镁铝、云母粉和钛白粉放入分散容器中分散均匀，后研磨至细度≤30μm，获得第一物料；

将所述第一物料与防闪锈剂及增稠剂混合并研磨，后调节粘度至4-6Pa·S，获得水性聚硅氧烷面漆。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的水性聚硅氧烷树脂通过使用二乙烯基封端聚硅氧烷，提高了树脂的硅含量，同时，二乙烯基封端聚硅氧烷与其他组分的协同配合，有效提升了水性聚硅氧烷树脂的耐候性和柔韧性。

使用本发明实施例提供的水性聚硅氧烷树脂制得的水性聚硅氧烷面漆，具有优异的惰性、硬度、附着力、抗化学性、耐高温、耐候、耐紫外线和耐磨性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

通过混接技术，使得聚硅氧烷面漆涂层的惰性、硬度、附着力、抗化学性、耐高温、耐候、耐紫外线和耐磨性等性能有机地结合在一起，通过缩聚反应将各种功能性官能团连接到无机聚硅氧烷的主链上，有效的提高了面漆的耐久性。

本发明实施例提供的水性聚硅氧烷面漆，理想的配套方式为：由底漆、中间漆和该水性聚硅氧烷面漆配套施工。其中，底漆优选水性环氧类防锈底漆，中间漆优选水性环氧类中间漆。

本发明实施例中技术指标如下：

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本发明实施例提供的水性聚硅氧烷树脂制得的水性聚硅氧烷面漆进行详细说明。

实施例1

一种水性聚硅氧烷面漆的制备方法，包括如下步骤：

1)将20kg水性聚硅氧烷树脂、15kg去离子水、0.8kg胺中和剂、0.5kg分散剂、0.2kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、3kg多聚硅酸镁铝、15kg云母粉和10kg钛白粉依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)将0.2kg防闪锈剂、0.2kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至4Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用水性聚硅氧烷面漆；

其中，上述水性聚硅氧烷树脂的制备方法为：将15kg正丁醇、10kg乙二醇单丁醚投入反应釜中，升温至110℃后于300r/min搅拌下将10kg双酚A环氧树脂、15kg丙烯酸、10kg丙烯酸丁酯、5kg丙烯酸异辛酯、10kg甲基丙烯酸甲酯、2kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、15kg甲基丙烯酸异冰片酯、20kg苯乙烯、60kg二乙烯基封端聚硅氧烷、及1kg过氧化苯甲酰的混合液于3.5h内缓慢滴加到反应釜中，再于110℃下保温反应5h后，加3kgN，N-二甲基乙醇胺，加去离子水700kg即得上述水性聚硅氧烷树脂；其中，双酚A环氧树脂为E20环氧树脂。

实施例2

一种水性聚硅氧烷面漆的制备方法，包括如下步骤：

1)将25kg水性聚硅氧烷树脂、30kg去离子水、0.9kg胺中和剂、0.7kg分散剂、0.35kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、6kg多聚硅酸镁铝、22kg云母粉和15kg钛白粉依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)将0.6kg防闪锈剂、0.35kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至5Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用水性聚硅氧烷面漆；

其中，上述水性聚硅氧烷树脂的制备方法为：将18kg正丁醇、12kg乙二醇单丁醚投入反应釜中，升温至110℃后于300r/min搅拌下将12kg双酚A环氧树脂、18kg丙烯酸、12kg丙烯酸丁酯、6kg丙烯酸异辛酯、12kg甲基丙烯酸甲酯、2.5kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、17kg甲基丙烯酸异冰片酯、24kg苯乙烯、72kg二乙烯基封端聚硅氧烷、及1.2kg过氧化苯甲酰的混合液于3.5h内缓慢滴加到反应釜中，再于110℃下保温反应5h后，加3.5kgN，N-二甲基乙醇胺，加去离子水850kg即得上述水性聚硅氧烷树脂；其中，双酚A环氧树脂为E44环氧树脂。

实施例3

一种水性聚硅氧烷面漆的制备方法，包括如下步骤：

1)将30kg水性聚硅氧烷树脂、40kg去离子水、1.0kg MA-95、1kg分散剂、0.5kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、8kg多聚硅酸镁铝、30kg云母粉和20kg钛白粉依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30以m；

2)将1kg防闪锈剂、0.5kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至6Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用水性聚硅氧烷面漆；

其中，上述水性聚硅氧烷树脂的制备方法为：将30kg正丁醇、20kg乙二醇单丁醚投入反应釜中，升温至110℃后于300r/min搅拌下将0kg双酚A环氧树脂、30kg丙烯酸、20kg丙烯酸丁酯、10kg丙烯酸异辛酯、20kg甲基丙烯酸甲酯、4kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、30kg甲基丙烯酸异冰片酯、40kg苯乙烯、120kg二乙烯基封端聚硅氧烷、及2kg过氧化苯甲酰的混合液于3.5h内缓慢滴加到反应釜中，再于110℃下保温反应5h后，加6kgN，N-二甲基乙醇胺，加去离子水1400kg即得上述水性聚硅氧烷树脂；其中，双酚A环氧树脂为E44环氧树脂。

相关实验：

将实施例1-3制得的水性聚硅氧烷面漆进行性能检测，测试结果如下表所示。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

1)本发明实施例提供的水性聚硅氧烷树脂通过使用二乙烯基封端聚硅氧烷，提高了树脂的硅含量，同时，二乙烯基封端聚硅氧烷与其他组分的协同配合，有效提升了水性聚硅氧烷树脂的耐候性和柔韧性。

2)使用本发明实施例提供的水性聚硅氧烷树脂制得的水性聚硅氧烷面漆，具有优异的惰性、硬度、附着力、抗化学性、耐高温、耐候、耐紫外线和耐磨性。

3)本发明实施例提供的水性聚硅氧烷面漆与醇酸、环氧类防锈底漆和水性防锈底漆的层间附着力不小于5MPa，其具有配套性良好的优点，特别适用于铁路货车。

4)本发明实施例提供的水性聚硅氧烷面漆可以水做稀释剂，且其VOC含量小于150g/L，与溶剂型面漆相比，其具有环保、安全及健康的优点。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种水性聚硅氧烷树脂，其特征在于，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

2.根据权利要求1所述的一种水性聚硅氧烷树脂，其特征在于，所述第一胺中和剂为N，N-二甲基乙醇胺，所述第一液体为去离子水。

3.一种水性聚硅氧烷树脂的制备方法，其特征在于，用以制备权利要求1或2所述的水性聚硅氧烷树脂，所述方法包括步骤：

将正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯混合并升温至110-130℃，获得第一混合液；

在搅拌条件下，将第二混合液滴加入所述第一混合液中，保温反应1.5-8h，获得反应液，所述双酚A环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、二乙烯基封端聚硅氧烷及过氧化苯甲酰的混合液；

用第一胺中和剂调节所述反应液的pH值至7-9，后加入第一液体进行分散，获得水性聚硅氧烷树脂。

4.一种水性聚硅氧烷树脂作为原料在制备水性聚硅氧烷面漆中的应用，其特征在于，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

5.一种水性聚硅氧烷面漆，其特征在于，所述面漆的组分以重量份计还包括：

其中，所述水性聚硅氧烷树脂的组分以重量份计为：

6.根据权利要求5所述的一种水性聚硅氧烷面漆，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为E44环氧树脂和/或E20环氧树脂。

7.根据权利要求5所述的一种水性聚硅氧烷面漆，其特征在于，所述二乙烯基封端聚硅氧烷为二乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和/或二乙烯基封端聚甲基苯基硅氧烷。

8.根据权利要求5所述的一种水性聚硅氧烷面漆，其特征在于，所述第二胺中和剂为N，N-二甲基乙醇胺，所述第二液体为去离子水。

9.根据权利要求5所述的一种水性聚硅氧烷面漆，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯，所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇，所述增稠剂为疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物。

10.一种水性聚硅氧烷面漆的制备方法，其特征在于，用以制备权利要求5-9任一项所述的水性聚硅氧烷面漆，所述方法包括步骤：

将水性聚硅氧烷树脂、第二液体、第二胺中和剂、分散剂、消泡剂、多聚硅酸镁铝、云母粉和钛白粉放入分散容器中分散均匀，后研磨至细度≤30μm，获得第一物料；

将所述第一物料与防闪锈剂及增稠剂混合并研磨，后调节粘度至4-6Pa·S，获得水性聚硅氧烷面漆。