本发明属于涂料
技术领域：
，具体涉及一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂及其制备方法。
背景技术：
：硅氧烷以si－o－si为主链，si－o键的键能(450kj/mol)大于普通有机高聚物c-c键的键能(345kj/mo1)和c-o键的键能(351kj/mol)。因此，硅氧烷树脂具有优良的耐热性、耐紫外光老化性。由于硅氧烷树脂与丙烯酸树脂混溶性较好，因此常采用含有活性基团的聚硅氧烷与含活性基团的丙烯酸树脂进行缩合改性，以降低树脂成本并综合两者的耐候性和附着力性能。市面上常用的硅氧烷或丙烯酸改性硅氧烷树脂涂料，虽然耐候性较为优异，但漆膜的耐水性一般，尤其耐酸蚀性较弱。漆膜遇到酸蚀很容易就会出现锈蚀、损坏。现在，由于人工成本较高，且频繁的涂料施工、保养等易造成环境污染，容易引起安全、环保问题。叔碳酸缩水甘油酯具有活性环氧基，可以通过丙烯酸引入丙烯酸树脂，进而与硅氧烷预聚物进行化学改性，提高耐酸性、耐碱性能等性能。同时叔碳酸缩水甘油酯，存在较大的空间位阻效应，保护酯键，耐水性能优异。因此，使用寿命周期长兼具优良的耐候性、耐水性、耐酸蚀性的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂涂料更受到青睐。技术实现要素：本发明的目的是针对上述技术存在的问题提供一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，该树脂由以下重量份的组分组成：在一些具体的技术方案中：所述的硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、催化剂、叔碳酸缩水甘油酯、丙烯酸酯类及单体、引发剂和溶剂重量份数依次为8-12份、15-20份、2-4.5份、8.5-12份、35-52份、0.7-1.4份和20-25份。在一些具体的技术方案中：所述的催化剂选自水、盐酸、乙酸中的一种或几种；优选所述的催化剂为水和盐酸的混合物，其重量份数依次为2-4.3份、0.1-0.2份。所述的盐酸的质量浓度为37％。在一些具体的技术方案中：所述的丙烯酸酯类及单体选自丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、苯乙烯中的一种或几种。在一些具体的技术方案中：丙烯酸酯类及单体的组成为苯乙烯8-13份、丙烯酸羟乙酯3-9份、甲基丙烯酸甲酯7-13份、丙烯酸丁酯14-18份和丙烯酸0.5-1份。在一些具体的技术方案中：所述的引发剂选自二叔戊基过氧化物、偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。在一些具体的技术方案中：所述的溶剂选自二甲苯、甲苯和醋酸丁酯中的一种或几种。一种上述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，该方法包括以下步骤：第一步：将硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，之后升温到45-55℃，在该温度条件下缓慢加入催化剂，1.5-2h加入完毕；升温至50-60℃，反应2-3h，再减压蒸馏制得聚硅氧烷预聚物；第二步：通入氮气，将制得的聚硅氧烷预聚物与叔碳酸缩水甘油酯混合均匀，升温到145-160℃，在该温度条件下缓慢加入丙烯酸酯类及单体和引发剂混合液；加入完毕后继续进行共聚反应4-6h，反应结束后降温至80-100℃加入溶剂兑稀即可制得高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂。上述方法中：高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂的粘度范围为15-30秒(格式，25℃)，不挥发份(75-80)％。本发明的有益效果：本发明公开了一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂的制备方法。该树脂以硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、催化剂、叔碳酸缩水甘油酯、丙烯酸酯类及单体、引发剂和溶剂等为原材料，其中丙烯酸酯类及单体选自丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、苯乙烯中的一种或几种，以特定的原料配比，与叔碳酸缩水甘油酯、硅氧烷预聚物通过化学合成改性的方法，合成高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂。通过引入叔碳酸缩水甘油酯，提高其耐水性、耐酸性、耐碱性等性能。与普通丙烯酸改性聚硅氧烷树脂相比，高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂具有较窄的分子量分布、较低的粘度和适量的反应性基团，与其它树脂混溶性更好，交联后形成的漆膜具有优良的耐水性(≥400h)、耐酸性(≥368h)、耐碱性(≥360h)；常规丙烯酸改性聚硅氧烷树脂的耐水性(≥268h)、耐酸性(≥240h)、耐碱性(≥242h)。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：本发明中高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂采用的配方组分及其质量百分比见表一。本发明中高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂实施例1至实施例4的制备方法如下:第一步：将所述组份的硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，之后升温到45-50℃，在该温度条件下缓慢匀速加入催化剂，1.5-2h加入完毕；之后升温至55℃，在55℃进行反应2.5h，再减压蒸馏制得聚硅氧烷预聚物，然后降至室温。第二步：通入氮气，将制得的聚硅氧烷预聚物与所述组份的叔碳酸缩水甘油酯混合均匀，升温到150℃，在该温度条件下加入所述组份的丙烯酸酯类及单体和引发剂混合液，3h滴加完单体和引发剂混合液。加入完毕后继续进行共聚反应5h，反应结束后降温至90℃加入溶剂兑稀即可制得高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂。表一制得的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，具体参数见表二。表二序号项目实施例1实施例2实施例3实施例41清澈及透明度清澈、透明清澈、透明清澈、透明清澈、透明2色泽(fe-co法)，号34333粘度(格/25℃)，s252628374酸值，mgkoh/g4.74.14.56.55细度，μm151515156不挥发份，％75.278.179.877.2将实施例1～实施例4制得的60％高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂与25％金红石钛白粉、7.8％氧化锌、3.3％二甲苯溶剂、3.3％醋酸丁酯溶剂、0.5％分散剂混合研磨至细度小于20μm，再加入0.1％消泡剂混合均匀制得。按hg/t4755-2014《聚硅氧烷涂料》标准要求制板测试机械性能、耐化学品性能和耐工气候老化性等性能，测试性能见表三。表三高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂制漆性能指标当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特征在于：该树脂由以下重量份的组分组成：
2.根据权利要求1所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特征在于：所述的硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、催化剂、叔碳酸缩水甘油酯、丙烯酸酯类及单体、引发剂和溶剂重量份数依次为8-12份、15-20份、2-4.5份、8.5-12份、35-52份、0.7-1.4份和20-25份。
3.根据权利要求1或2所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特性在于：所述的催化剂选自水、盐酸、乙酸中的一种或几种；优选:所述的催化剂为水和盐酸的混合物，其重量份数依次为1-8份和0.1-1份。
4.根据权利要求1或2所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特性在于：所述的丙烯酸酯类及单体选自丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、苯乙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特性在于：丙烯酸酯类及单体的组成为苯乙烯8-13份、丙烯酸羟乙酯3-9份、甲基丙烯酸甲酯7-13份、丙烯酸丁酯14-18份和丙烯酸0.5-1份。
6.根据权利要求1或2所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特性在于：所述的引发剂选自二叔戊基过氧化物、偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特性在于：所述的溶剂选自二甲苯、甲苯和醋酸丁酯中的一种或几种。
8.一种权利要求1所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
第一步：将硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，之后升温到45-55℃，在该温度条件下缓慢加入催化剂，1.5-2h加入完毕；升温至50-60℃，反应2-3h，再减压蒸馏制得聚硅氧烷预聚物；
第二步：通入氮气，将制得的聚硅氧烷预聚物与叔碳酸缩水甘油酯混合均匀，升温到145-160℃，在该温度条件下缓慢加入丙烯酸酯类及单体和引发剂混合液；加入完毕后继续进行共聚反应4-6h，反应结束后降温至80-100℃加入溶剂兑稀即可制得高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂。
9.根据权利要求8所述的高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂制备方法，其特征在于：高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂的粘度范围为15-30秒(格式，25℃)，不挥发份(75-80)％。
技术总结本发明公开了一种高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂及其制备方法。该树脂以硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、催化剂、叔碳酸缩水甘油酯、丙烯酸酯类及单体、引发剂和溶剂为原材料，合成高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂。通过引入叔碳酸缩水甘油酯，提高其耐水性、耐酸性、耐碱性等性能。与普通丙烯酸改性聚硅氧烷树脂相比，高性能叔碳酸缩水甘油酯改性聚硅氧烷树脂具有较窄的分子量分布、较低的粘度和适量的反应性基团，与其它树脂混溶性更好，交联后形成的漆膜具有更加优良的耐水性、耐酸性、耐碱性。
技术研发人员：许驰;张卫中
受保护的技术使用者：南京长江涂料有限公司
技术研发日：2020.02.28
技术公布日：2020.06.05
