CN114702899A - 一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料由羟基丙烯酸树脂5‑13%、聚硅氧烷预聚体25‑50%、填料1‑3%、去离子水5‑10%、溶剂1‑6%、功能助剂13‑31%、交联剂0‑10%组成；所述聚硅氧烷预聚体，由纳米二氧化硅溶胶20‑60%、烷氧基硅烷20‑60%、硅烷封端剂10‑30%组成。本申请的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用羟基丙烯酸树脂和聚硅氧烷预聚体进行复配，可提高涂料的冻融稳定性和储存稳定性，有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。

Description

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。

背景技术

金属板幕墙由金属板做的面板与支承结构体系组成的一种建筑外墙装饰性结构。金属板幕墙中，常用的金属板有铝单板、铝塑复合板和铝蜂窝板等。为了提高金属板幕墙的装饰性和耐久性等性能，会在金属板上涂装各种涂料，例如溶剂型氟碳涂料、粉末涂料和烘烤型聚硅氧烷涂料等。其中，由于烘烤型聚硅氧烷涂料是用水作为溶剂或分散介质的涂料，其VOC含量较少，环保性能较高，因此烘烤型聚硅氧烷涂料具有广泛的应用市场。

由于水的沸点高、比热高，挥发速度相对较慢，所以温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的涂装质量具有显著的影响。相关文献中记载，烘烤型聚硅氧烷涂料的温度在5-35℃时，具有比较理想的粘度，不仅便于施工，还有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料在基材上的附着力。

针对上述中的相关技术，在温度较低的冬季，施工温度一般低于5℃，导致涂料的粘度会增高，为了满足烘烤型聚硅氧烷涂料的施工要求，需要对涂料进行预热，因此存在烘烤型聚硅氧烷涂料施工复杂的问题。

发明内容

为了提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性，本申请提供一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。

本申请的技术原理为：在烘烤的条件下，交联剂可促进聚硅烷预聚体、羟基丙烯酸树脂反应而固化成膜。聚硅氧烷预聚体中，通过硅烷封端剂控制烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，然后特定分子量的硅醇化合物在二氧化硅溶胶中发生脱水缩合反应，生成Si-O-Si键而结合在二氧化硅颗粒表面，形成具有三维网络结构的聚硅烷预聚体。由于Si-O-Si中键合有大量的羟基，所以在聚硅烷预聚体表面具有较多的羟基，聚硅烷预聚体部分的羟基可与羟基丙烯酸树脂反应。因此，交联剂与引入羟基丙烯酸树脂的聚硅烷预聚体表面的羟基反应，并固化形成有机-无机高分子涂层。

第一方面，本申请提供一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用如下的技术方案：

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，由如下重量百分比的原料组成：

羟基丙烯酸树脂5-13％；

聚硅氧烷预聚体25-50％；

填料1-3％；

去离子水5-10％；

溶剂1-6％；

功能助剂13-31％；

交联剂0-10％；

所述聚硅氧烷预聚体，由如下重量百分比的原料组成：

纳米二氧化硅溶胶20-60％；

烷氧基硅烷20-60％；

硅烷封端剂10-30％。

进一步的，所述功能助剂，由溶剂、消光粉、颜料、消泡剂和分散剂混合组成。

进一步的，所述填料为氧化铝、碳化硅、晶须硅、高岭土和碳酸钙中的一种或多种。

进一步的，所述溶剂为无水乙醇或异丙醇。

通过采用上述技术方案，由于采用纳米二氧化硅溶胶、烷氧基硅烷和硅烷封端剂进行复配，先采用硅烷封端剂控制烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，然后特定分子量的硅醇化合物在纳米二氧化硅溶胶中发生脱水缩合反应，生成Si-O-Si键而结合在纳米二氧化硅颗粒表面，形成具有三维空间网络结构的聚硅烷预聚体。

首先，键合在纳米二氧化硅颗粒表面的Si-O-Si键阻止了纳米二氧化硅颗粒的进一步生长和团聚，降低所得聚硅烷预聚体的分子量，提高聚硅烷预聚体的分散程度，从而提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性，并可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况。

其次，烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，可提高所得聚硅烷预聚体与基材表面的羟基反应的能力，有利于提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的附着力。所以金属基材表面只需要常规打磨及酸洗钝化处理便可施工涂膜，有效改善了常规聚硅氧烷涂料需要用金刚砂将基材表面进行喷砂的粗糙化处理，极大提高了生产效率，降低了涂料施工复杂程度，并节约了施工成本，减少能耗及喷砂所产生的空气粉尘污染。

再次，三维空间网络结构的聚硅烷预聚体上引入固含量高、粘度低的羟基丙烯酸树脂，不仅可提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和附着力；还可提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的影响，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的冻融稳定性。同时，引入羟基丙烯酸树脂的聚硅烷预聚体与交联剂发生反应固化的过程中，可形具有特定支撑结构的有机-无机高分子涂层，从而提高所得涂层的硬度、耐冲击强度和耐冷热温变性，使得涂料更适合在条件苛刻的户外环境种使用，有效提升了涂料的使用寿命。

因此，本申请采用特定配比的纳米二氧化硅溶胶、烷氧基硅烷和硅烷封端剂进行复配所得聚硅烷预聚体，与羟基丙烯酸树脂反应后，可与交联剂固化形成有机-无机高分子涂层，具有降低所得烘烤型聚硅氧烷涂料粘度，提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料冻融稳定性、储存稳定性、附着力、保水性、硬度和韧性的效果。同时，可减少储存温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响，可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况。也即，减少了需要对烘烤型聚硅氧烷涂料进行加热的步骤，提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。

优选的，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的两种或多种。

优选的，所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成，所述甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量比为(5-10):(1-5):(1-5):(1-5)。

通过采用上述技术方案，由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成的烷氧基硅烷，可提高所得聚硅烷预聚体三维空间网络结构的稳定性。当结构稳定的聚硅烷预聚体与羟基丙烯酸树脂反应后，可在烘烤型聚硅氧烷涂料中形成结构稳定的骨架，不仅可提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，还可提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，有利于减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的影响，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和冻融稳定性，也因此提高了烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。

优选的，所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成，所述甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量比为(5-10):3:3:3。

通过采用上述技术方案，通过进一步优化甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量配比，有利于进一步降低所得聚硅烷预聚体的粒径，提高聚硅烷预聚体的分散性，有利于促进聚硅烷预聚体与羟基丙烯酸树脂反应。因此，具有提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性，减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响。

优选的，所述纳米二氧化硅溶胶的粒径为20-30nm。

通过采用上述技术方案，采用上述粒径的纳米二氧化硅溶胶，与Si-O-Si键键合后，所得聚硅烷预聚体的粒径较小，有利于提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性，可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况，进一步提高了烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。

优选的，所述聚硅烷预聚体的制备步骤为：将烷氧基硅烷与硅烷封端剂在50-80℃搅拌混合后，滴加纳米二氧化硅溶胶，搅拌混合1-2h，即得聚硅烷预聚体。

通过采用上述技术方案，预先将烷氧基硅烷与硅烷封端剂在50-80℃的条件下低速搅拌混合，可得到特定分子量的烷氧基硅烷。然后再将纳米二氧化硅溶胶滴加至特定分子量的烷氧基硅烷中，发生脱水缩合反应，从形成具有三维空间网络结构的聚硅烷预聚体。通过控制烷氧基硅烷、硅烷封端剂和纳米二氧化硅溶胶的加料顺序，可得到分子量在50000-100000的聚硅烷预聚体，有利于提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和保水性，有效改善温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响。

优选的，所述聚硅烷预聚体的分子量为50000-100000。

通过采用上述技术方案，上述分子量的聚硅烷预聚体，具有粒径小、三维网络结构稳定和分散性好的优势。在聚硅烷预聚体上引入羟基丙烯酸树脂反应后，可进一步促进烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，有利于减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响。

优选的，所述羟基丙烯酸树脂的羟值为66-88mgKOH/g。

通过采用上述技术方案，将上述羟值的羟基丙烯酸树脂引入聚硅烷预聚体中，不仅可提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，还有利于维持引入羟基丙烯酸树脂的聚硅烷预聚体与烘烤型聚硅氧烷涂料中氢键的结合能力，有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料的保水能力，减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响。

优选的，所述硅烷封端剂为甲氧基三甲基硅烷。

通过采用上述技术方案，甲氧基三甲基硅烷可有效的改变烷氧基硅烷的交联密度，得到特定分子量的烷氧基硅烷，有利于得到特定分子量和稳定结构的聚硅烷预聚体。

优选的，所述分散剂包括Tego Dispers 755W和Dispex Ultra PX 4575中的一种或两种。

通过采用上述技术方案，上述分散剂可促进烘烤型聚硅氧烷涂料中的各原料相互分散，提高各原料之间的相容性，减少各原料团聚，有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性。

第二方面，本申请提供一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的制备方法，包括如下制备步骤：

先将羟基丙烯酸树脂、聚硅氧烷预聚体、填料、去离子水和溶剂混合，再加入功能助剂，搅拌混合后，再次加入交联剂，搅拌混合，即得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料。

通过采用上述技术方案，本申请烘烤型聚硅氧烷涂料的的制备方法简单，便于大规模生产。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请特定重量配比的纳米二氧化硅溶胶、烷氧基硅烷和硅烷封端剂进行复配，所得聚硅烷预聚体具有特定的分子量和稳固的三维网络结构；通过在所得聚硅烷预聚体上引入羟基丙烯酸树脂，可与交联剂固化形成有机-无机高分子涂层，具有降低所得烘烤型聚硅氧烷涂料粘度，提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料储存稳定性、附着力、硬度和韧性的效果，可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况，有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性；

2、本申请中优选采用特定重量配比的甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合复配，所得特定分子量的硅醇化合物与纳米二氧化硅溶胶键合，不仅可得控制所得聚硅烷预聚体的分子量，降低所得聚硅烷预聚体的粒径，还可提高所得聚硅烷预聚体三维空间网络结构的稳定性，有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，以及所得烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的影响，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和冻融稳定性，因此也提高了烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中的采用的原料，除下列特殊说明外，其他均为市售。

聚硅氧烷预聚体的制备例

制备例1

一种聚硅氧烷预聚体，各组分及其重量如表1所示，并通过如下制备步骤制备：

将纳米二氧化硅溶胶滴加至50℃的烷氧基硅烷中，在600r/min条件下搅拌混合2h后，加入硅烷封端剂，并在200r/min搅拌混合0.3h，即得聚硅烷预聚体。

纳米二氧化硅溶胶，平均粒径为10nm，pH值为8-11，二氧化硅含量为30％。

经检测，聚硅氧烷预聚体的分子量为150000。

制备例2

一种聚硅氧烷预聚体，各组分及其重量如表1所示，并通过如下制备步骤制备：

将硅烷封端剂加入烷氧基硅烷中，并在50℃、200r/min条件下，搅拌混合0.3h后，再滴加纳米二氧化硅溶胶，搅拌混合2h，即得聚硅烷预聚体。

经检测，聚硅氧烷预聚体的分子量为100000。

制备例3-5

一种聚硅氧烷预聚体，与制备例2的不同之处在于，各组分及其重量如表1所示。

表1制备例1-5中各组分及其重量(kg)

制备例6-12

一种聚硅氧烷预聚体，与制备例3的不同之处在于，烷氧基硅烷不同，烷氧基硅烷的组分及其重量如表2所示。

表2制备例6-12中各组分及其重量(kg)

制备例13-15

一种聚硅氧烷预聚体，与制备例10的不同之处在于，纳米二氧化硅溶胶的粒径不同，纳米二氧化硅溶胶的粒径如表3所示。

表3制备例13-15中纳米二氧化硅溶胶的粒径(nm)

制备例16

一种聚硅氧烷预聚体，与制备例13的不同之处在于，硅烷封端剂为甲氧基三甲基硅烷。

经检测，聚硅氧烷预聚体的分子量为66980。

制备例17

一种聚硅氧烷预聚体，与制备例16的不同之处在于，制备步骤不同，制备步骤如下：

将硅烷封端剂加入烷氧基硅烷中，并在50℃、200r/min条件下，搅拌混合0.3h后，再滴加纳米二氧化硅溶胶，搅拌混合2h，即得聚硅烷预聚体。

经检测，聚硅氧烷预聚体的分子量为67080。

对本申请实施例和对比例所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料进行粘度、冻融稳定性、储存稳定性、附着力、铅笔硬度和耐冲击性检测，检测标准如下：

冻融稳定性：参照GB/T 9268—2008中的B法进行检测；其中，按标准检测试验的初始粘度，再检测试验样经冷冻箱放置后，在(23±2)℃条件下存放于48h的粘度，记为冻融后粘度，然后计算出粘度变化量；计算公式如下：

粘度变化量＝冻融后粘度-初始粘度；

每通过1次冻融，冻融指数增加1，结果用数字表示，数字越大表示乳液的冻融稳定性越好。

储存稳定性：室温(23±2℃)放置6个月观察乳液有无沉淀，返粗、破乳等现象。

附着力检测：参照GB/T 9286—1998检测；

铅笔硬度：参照GB/T 6739-2006检测；

耐冲击性：参照GB/T 1732—1993检测。

实施例

实施例1

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，各组分及其重量如表4所示，并通过如下制备步骤制备：

先将羟基丙烯酸树脂、聚硅氧烷预聚体、填料、去离子水和溶剂混合，在400r/min的条件下，搅拌混合20min后，再加入功能助剂，并在500r/min的条件下，搅拌混合10min后，再次加入交联剂，搅拌混合10min，即得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料。

羟基丙烯酸树脂的羟值为90mgKOH/g，型号为830A；

聚硅氧烷预聚体采用制备例1所得的聚硅氧烷预聚体；

填料为氧化铝；

溶剂为无水乙醇；

功能助剂中，消光粉为气相二氧化硅，消泡剂为消泡剂Tego 901W，分散剂为分散剂NXH-1242；

交联剂，牌号为5038，采购自江阴市利仁化工有限公司。

实施例2

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其重量如表4所示。

表4实施例1-4中各组分及其重量(kg)

对实施例1-4所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，进行冻融稳定性、储存稳定性、附着力、铅笔硬度和耐冲击性检测，检测结果如表5所示。

表5实施例1-4的检测结果

从表5可得出，实施例1-4所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，冻融循环指数高达12次及以上，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量在3-7之间，在常温下储存6个月均无沉淀，返粗、破乳等现象，附着力高达0级，铅笔硬度高达3H，耐冲击性检测显示无掉漆现象。由此表明，实施例1-4所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，具有良好的冻融稳定性和储存稳定性，较高的附着力和铅笔硬度，耐冲击性能较高。

实施例5-20

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例2的不同之处在于，聚硅氧烷预聚体不同。

实施例5-20采用如表6所示制备例所制得的聚硅氧烷预聚体。

表6实施例5-20中聚硅氧烷预聚体采用的制备例

实施例2	制备例1
		实施例5	制备例2
实施例6	制备例3
		实施例7	制备例4
实施例8	制备例5
		实施例9	制备例6
实施例10	制备例7
		实施例11	制备例8
实施例12	制备例9
		实施例13	制备例10
实施例14	制备例11
		实施例15	制备例12
实施例16	制备例13
		实施例17	制备例14
实施例18	制备例15
		实施例19	制备例16
实施例20	制备例17

对实施例5-20所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，进行冻融稳定性、储存稳定性和铅笔硬度检测，检测结果如表7所示。

表7实施例5-20的检测结果

从表7中各项性能数据可以得出，实施例5-8所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的聚硅氧烷预聚体的制备步骤为：将烷氧基硅烷与硅烷封端剂在50-80℃搅拌混合后，滴加纳米二氧化硅溶胶，搅拌混合1-2h，即得的聚硅氧烷预聚体，与实施例2所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的聚硅氧烷预聚体的制备步骤为：将纳米二氧化硅溶胶滴加至50℃的烷氧基硅烷中，在600r/min条件下搅拌混合2h后，加入硅烷封端剂，并在200r/min搅拌混合0.3h，即得的聚硅烷预聚体相比，冻融循环指数和铅笔硬度明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量在明显降低。

实施例9-15所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷按重量比(5-10):(1-5):(1-5):(1-5)所得的烷氧基硅烷，与实施例6所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷按重量比10:10:10所得的烷氧基硅烷相比，冻融循环指数和铅笔硬度明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量在明显降低。

特别是，在实施例9-15所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料中，实施例10、12、13所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，冻融循环指数最高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量最低。由此表明，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料制备的总原料中，采用由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷按重量比(5-10):3:3:3所得的烷氧基硅烷，可提高所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性。

实施例16-18所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的纳米二氧化硅溶胶的粒径为20-30nm，与实施例13所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的纳米二氧化硅溶胶的粒径为10nm相比，冻融循环指数明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量明显降低。由此表明，采用粒径为20-30nm的纳米二氧化硅溶胶，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性。

实施例19所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的硅烷封端剂为甲氧基三甲基硅烷，与实施例17所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的三乙基氯硅烷相比，冻融循环指数明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量明显降低。由此表明，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的总原料中，采用甲氧基三甲基硅烷，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性。

实施例21

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例20的不同之处在于，采用等量的羟基丙烯酸树脂835B替代羟基丙烯酸树脂830A；其中，羟基丙烯酸树脂835B的羟值为70mgKOH/g，羟基丙烯酸树脂830A的羟值为90mgKOH/g。

本申请实施例中，由于羟值为66-88mgKOH/g的羟基丙烯酸树脂对最终所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的各项性能影响相同。所以，本申请实施例中，仅以羟基丙烯酸树脂的羟值为70mgKOH/g的羟基丙烯酸树脂为例作简要说明，但并不影响本申请请求保护的其他羟值在本申请中的应用。

实施例22

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例21的不同之处在于，采用等量分散剂Tego Dispers 755W替代分散剂NXH-1242。

实施例23

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例21的不同之处在于，采用分散剂由1kg分散剂Tego Dispers 755W和1kg分散剂Dispex Ultra PX 4575混合组成。

对上述实施例21-23所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，进行冻融稳定性、储存稳定性和铅笔硬度检测，检测结果如表8所示。

表8实施例21-23的检测结果

从表8中各项性能检测数据可知，实施例21所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用羟基丙烯酸树脂835B的羟值为70mgKOH/g，与实施例20所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用的羟基丙烯酸树脂830A，羟值为90mgKOH/g相比，冻融循环指数明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量在明显降低。由此表明，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的总原料中，采用羟基丙烯酸树脂的羟值为66-88mgKOH/g，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性。

实施例22所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用等量分散剂TegoDispers755W替代分散剂NXH-1242，实施例23采用等量分散剂Tego Dispers 755W和分散剂Dispex Ultra PX 4575替代分散剂NXH-1242，与实施例21采用分散剂NXH-1242所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料相比，冻融循环指数明显提高，相对于初始粘度，冻融1次、冻融5次和冻融10次的粘度变化量在明显降低。由此表明，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的总原料中，采用分散剂Tego Dispers 755W和/或分散剂Dispex Ultra PX4575，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性。

对比例

对比例1

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例23的不同之处在于，采用防冻剂丙二醇等量替代聚硅氧烷预聚体，其中，防冻剂丙二醇采购自山东鑫捷奥化工有限公司。

对比例2

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例23的不同之处在于，采用等量的丙烯酸树脂替代羟基丙烯酸树脂；其中，丙烯酸树脂的牌号为MB-2952，采购自广东鼎信聚合科技有限公司。

对比例3

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例23的不同之处在于，采用等量的3-氨丙基三乙氧基硅烷等量替代烷氧基硅烷；其中，3-氨丙基三乙氧基硅烷型号为硅烷偶联剂KH-550，采购自南京轩浩新材料科技有限公司

对比例4

一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，与实施例23的不同之处在于，采用等量的纳米二氧化钛溶胶替代纳米二氧化硅溶胶；其中，纳米二氧化钛溶胶，粒径为25nm。

对上述对比例1-4所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，进行冻融稳定性、储存稳定性和铅笔硬度检测，检测结果如表9所示。

表9对比例1-4的检测结果

从表9中各项性能检测数据可知，对比例1所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用防冻剂丙二醇等量替代聚硅氧烷预聚体，与实施例23采用的聚硅氧烷预聚体所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料相比，冻融循环指数相对降低84％，相对于初始粘度，冻融1次的粘度变化量相对提高了400％，冻融5次和10次后，涂料已经出现硬块、凝聚、分离现象；储存6个月出现少许沉淀，返粗、破乳等现象；硬度降低至2H。

对比例2所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用等量的丙烯酸树脂替代羟基丙烯酸树脂，与与实施例23采用羟基丙烯酸树脂所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料相比，冻融循环指数相对降低95％％，相对于初始粘度，冻融1次的粘度变化量相对提高了2400％，冻融5次和10次后，涂料已经出现硬块、凝聚、分离现象；储存6个月出现少许沉淀，返粗、破乳等现象；硬度降低至2H。

由对比例1、对比例2和实施例23可知，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的总原料中，采用羟基丙烯酸树脂和聚硅氧烷预聚体具有协同作用，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性、储存稳定性和硬度。

对比例3所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用等量的3-氨丙基三乙氧基硅烷等量替代烷氧基硅烷，与实施例23采用的烷氧基硅烷所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料相比，冻融循环指数相对降低89％，相对于初始粘度，冻融1次的粘度变化量相对提高了1900％，冻融5次和10次后，涂料已经出现硬块、凝聚、分离现象；储存6个月出现少许沉淀，返粗、破乳等现象；硬度降低至2H。

对比例4所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用等量的纳米二氧化钛溶胶替代纳米二氧化硅溶胶，与实施例23采用的烷氧基硅烷所得的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料相比，冻融循环指数相对降低89％，相对于初始粘度，冻融1次的粘度变化量相对提高了2500％，冻融5次和10次后，涂料已经出现硬块、凝聚、分离现象；储存6个月出现少许沉淀，返粗、破乳等现象；硬度降低至2H。

由对比例3、对比例4和实施例23可知，在水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的总原料中，纳米二氧化硅溶胶和烷氧基硅烷具有协同作用，可提高最终所得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的耐冻融性、储存稳定性和硬度。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：

羟基丙烯酸树脂 5-13%；

聚硅氧烷预聚体 25-50%；

填料 1-3%；

去离子水 5-10%；

溶剂 1-6%；

功能助剂 13-31%；

交联剂 0-10%；

所述聚硅氧烷预聚体，由如下重量百分比的原料组成：

纳米二氧化硅溶胶 20-60%；

烷氧基硅烷 20-60%；

硅烷封端剂 10-30%。

2.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的两种或多种。

3.根据权利要求2所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成，所述甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量比为(5-10):(1-5):(1-5):(1-5)。

4.根据权利要求3所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的按重量比(5-10):3:3:3混合组成。

5.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述纳米二氧化硅溶胶的粒径为20-30nm。

6.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述聚硅烷预聚体的制备步骤为：将烷氧基硅烷与硅烷封端剂在50-80℃搅拌混合后，滴加纳米二氧化硅溶胶，搅拌混合1-2h，即得聚硅烷预聚体。

7.根据权利要求6所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述聚硅烷预聚体的分子量为50000-100000。

8.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述羟基丙烯酸树脂的羟值为66-88mgKOH/g。

9.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述分散剂包括Tego Dispers 755W和Dispex Ultra PX 4575中的一种或两种。

10.权利要求1-9任一所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

先将羟基丙烯酸树脂、聚硅氧烷预聚体、填料、去离子水和溶剂混合，再加入功能助剂，搅拌混合后，再次加入交联剂，搅拌混合，即得水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料。