CN112831214A - 一种有机硅水性涂料助剂及其制备方法 - Google Patents

一种有机硅水性涂料助剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种有机硅水性涂料助剂及其制备方法，该有机硅水性涂料助剂包括以重量百分比计的下述组分：10％～20％的有机改性聚硅氧烷、5％～10％的聚氧乙烯醚、1％～5％的消泡剂、1％～3％的助表面活剂、1％～3％的分散剂，余量为去离子水。其中，有机改性聚硅氧烷为聚氨酯改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、羟基改性聚硅氧烷中的一种或多种组合；聚氧乙烯醚为脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、苯基烷基醇聚氧乙烯醚以及异构醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。其制备方法如下：在可变速混合器中按上述配比加入有机改性聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、消泡剂、助表面活剂、分散剂，最后按配比缓慢加入去离子水和助剂，搅拌均匀分装。

Description

一种有机硅水性涂料助剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及助剂技术领域，具体涉及一种作为水性涂料助剂的有机硅水性涂料助剂及其制备方法。
背景技术
涂料种类非常广泛，如打印油墨、外漆、颜料等均属于涂料的范畴。随着环保意识的增强，水性涂料正在逐步取代传统污染较重的油性涂料。然而相对于油性涂料中有机溶剂，水性涂料中的水溶剂表面张力较高，导致涂料的润湿性能差，因此要求水性涂料中的流动性和流平性助剂具有较高的性能，才能满足水性涂料的使用要求。
迄今为止，已经将丙烯酸类聚合物以及改性硅油作为助剂应用于水性涂料中。但该类助剂在水性涂料中的稳定性不佳，并且在对于外观要求高度一致的某些领域，如汽车领域，该些常规技术未能获得满意的润湿性、流动性、流平性以及涂料缺陷的改善。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种有机硅水性涂料助剂及其制备方法。
本发明的第一方面，提供了一种有机硅水性涂料助剂，包括以重量百分比计的下述组分：10％～20％的有机改性聚硅氧烷、5％～10％的聚氧乙烯醚、1％～5％的消泡剂、1％～3％的助表面活剂、1％～3％的分散剂，余量为去离子水。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，有机改性聚硅氧烷为聚氨酯改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、羟基改性聚硅氧烷中的一种或多种组合。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，聚醚改性聚硅氧烷为双端环氧基聚醚改性聚硅氧烷，为双端环氧聚醚A和双端氨基聚硅氧烷B的交替共聚物，嵌段序列为A(BA)m，其中，m＝1～20，
双端环氧聚醚A的结构式为：
Figure DEST_PATH_1
其中，n＝0～6，x＝4～40，y＝0～10；
双端氨基聚硅氧烷B的结构式为：
Figure BDA0002287122000000021
其中，a＝1～8，b＝5～1000。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，聚氧乙烯醚为脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、苯基烷基醇聚氧乙烯醚以及异构醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，助表面活剂包括烷基酚乙氧基化物、环氧乙烷共聚物、环氧丙烷共聚物、胺烷氧化物以及脂肪酸烷氧化物中的一种或几种组合。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、有机硅酮中的至少一种。
优选的，在本发明提供的有机硅水性涂料助剂中，分散剂为丙烯酸马来酸共聚物。
本发明的第二方面提供了一种有机硅水性涂料助剂的制备方法，按照下述步骤进行：在可变速混合器中按上述配比加入有机改性聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、消泡剂、助表面活剂、分散剂，最后按配比缓慢加入去离子水和助剂，搅拌均匀分装。
本发明的有益保障及效果如下：
(1)生产原料来源广泛、工艺简单、易于工业化生产；(2)具有优良的润湿性，可显著改进涂料对基材的润湿和流平，如消除火山口、凹凸点灯涂膜缺陷；(3)具有良好的体系相容性，能够和大多数聚合物、颜料等组分相容，易于配伍；(4)有效的抑泡性，有效消除涂料中的泡沫，提高涂膜表观质量；(5)能够有效降低水性涂料的表面张力，提高涂料分散剂分散性能及通用性，减少涂料生产中分散剂的种类，减少涂料分散剂的添加量，从而降低工艺成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的应用范围。
实施例一
本实施例中的有机硅水性涂料助剂包括以重量百分比计的下述组分：10％的聚氨酯改性聚硅氧烷、5％的脂肪醇聚氧乙烯醚、1％的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、1％的烷基酚乙氧基化物、1％的十二烷基硫酸钠，余量为去离子水。
其制备方法如下：在可变速混合器中向上述配比的聚氨酯改性聚硅氧烷、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、烷基酚乙氧基化物以及十二烷基硫酸钠中添加去离子水，搅拌均匀分装即可。
本实施例中，聚氨酯改性聚硅氧烷从现有技术中选择即可。脂肪醇聚氧乙烯醚的化学通式为RO(CH2CH2O)nH，其中n是聚合度，因聚乙二醇的聚合度和脂肪醇的种类不同而有不同的品种，n越大，分子亲水基上的氧越多，与水就能形成更多的氢键，水溶性就越好：n＝1～5时，产物能溶于油而不溶于水，常作为制备硫酸酯类阴离子表面活性剂的原料；n＝6～8时，能溶于水，常用作纺织品的洗涤剂和油脂乳化剂；n＝10～20时，在工业上用作乳化剂和匀染剂。
实施例二
本实施例中的有机硅水性涂料助剂包括以重量百分比计的下述组分：15％的聚醚改性聚硅氧烷、8％的辛基酚聚氧乙烯醚、3％的聚氧丙烯甘油醚、2％的环氧乙烷共聚物、2％的甲基戊醇，余量为去离子水。
其制备方法如下：在可变速混合器中向上述配比的聚醚改性聚硅氧烷、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、环氧乙烷共聚物以及甲基戊醇中添加去离子水，搅拌均匀分装即可。
本实施例中，聚醚改性聚硅氧烷为双端环氧基聚醚改性聚硅氧烷，为双端环氧聚醚A 和双端氨基聚硅氧烷B的交替共聚物，嵌段序列为A(BA)m，其中，m＝1～20，
双端环氧聚醚A的结构式为：
Figure 111721DEST_PATH_1
其中，n＝0～6，x＝4～40，y＝0～10；
双端氨基聚硅氧烷B的结构式为：
Figure BDA0002287122000000032
其中，a＝1～8，b＝5～1000。
实施例三
本实施例中的有机硅水性涂料助剂包括以重量百分比计的下述组分：20％的羟基改性聚硅氧烷、10％的苯基烷基醇聚氧乙烯醚、5％的有机硅酮、3％的脂肪酸烷氧化物、3％的甲基戊醇，余量为去离子水。
其制备方法如下：在可变速混合器中向上述配比的羟基改性聚硅氧烷、苯基烷基醇聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷、环氧丙烷共聚物以及十二烷基硫酸钠中添加去离子水，搅拌均匀分装即可。
实施例四
本实施例中的有机硅水性涂料助剂包括以重量百分比计的下述组分：15％的聚醚改性聚硅氧烷、8％的异构醇聚氧乙烯醚、3％的聚氧丙烯甘油醚、2％的脂肪酸烷氧化物、2％的甲基戊醇，余量为去离子水。
其制备方法如下：在可变速混合器中向上述配比的聚醚改性聚硅氧烷、异构醇聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、脂肪酸烷氧化物以及甲基戊醇中添加去离子水，搅拌均匀分装即可。
通过检测，上述四个实施例中的有机硅水性涂料助剂的物理性能如表1所示：
表1有机硅水性涂料助剂的物理性能
项目 结果
外观 无色或淡黄色透明液体
粘度(25℃) 10～15cP
密度 0.95～1.05g/cm<sup>3</sup>
表面张力 20～25mN/m(0.1％水溶液)
闪点 ＞64℃
上述实施例中制备的有机硅水性涂料助剂具有优良的润湿性，可显著改进涂料对基材的润湿和流平，如消除火山口、凹凸点灯涂膜缺陷；具有良好的体系相容性，能够和大多数聚合物、颜料等组分相容，易于配伍；有效的抑泡性，有效消除涂料中的泡沫，提高涂膜表观质量；能够有效降低水性涂料的表面张力，提高涂料分散剂分散性能及通用性，减少涂料生产中分散剂的种类，减少涂料分散剂的添加量，从而降低工艺成本。
将上述实施例中的有机硅水性涂料助剂应用于水性涂料中，可以提升涂料的基材润湿性和流平性。如当将本发明中的有机硅水性涂料助剂添加在以氧化硅、氧化铝为颜料的高光防水涂料中时，可以提升无机颜料与PVA液的相容一致性，可以消除涂层表面的涂料凹凸点、增加表面平滑度和光泽度，提升涂层的透光率。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种有机硅水性涂料助剂，其特征在于，包括以重量百分比计的下述组分：
10％～20％的有机改性聚硅氧烷、5％～10％的聚氧乙烯醚、1％～5％的消泡剂、1％～3％的助表面活剂、1％～3％的分散剂，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述有机改性聚硅氧烷为聚氨酯改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、羟基改性聚硅氧烷中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述聚醚改性聚硅氧烷为双端环氧基聚醚改性聚硅氧烷，为双端环氧聚醚A和双端氨基聚硅氧烷B的交替共聚物，嵌段序列为A(BA)m，其中，m＝1～20，
双端环氧聚醚A的结构式为：
Figure 1
其中，n＝0～6，x＝4～40，y＝0～10；
双端氨基聚硅氧烷B的结构式为：
Figure FDA0002287121990000012
其中，a＝1～8，b＝5～1000。
4.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述聚氧乙烯醚为脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、苯基烷基醇聚氧乙烯醚以及异构醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述助表面活剂包括烷基酚乙氧基化物、环氧乙烷共聚物、环氧丙烷共聚物、胺烷氧化物以及脂肪酸烷氧化物中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、有机硅酮中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂，其特征在于：
其中，所述分散剂为十二烷基硫酸钠或甲基戊醇。
8.权利要求1所述的有机硅水性涂料助剂的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
在可变速混合器中按上述配比加入有机改性聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、消泡剂、助表面活剂、分散剂，最后按配比缓慢加入去离子水和助剂，搅拌均匀分装。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113773690A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 肇庆市海特复合材料技术研究院 一种水性涂料助剂的制备方法

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