一种有机硅组合物在水性涂料中的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种有机硅组合物，其可以用于水性建筑涂料调节pH值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种有机硅组合物，其可以用于水性建筑涂料调节pH值。【专利说明】
本专利技术涉及一种有机硅组合物。本专利技术的组合物可以用于水性建筑涂料调节PH值。
技术介绍
pH调节剂是水性建筑涂料中常用的一种添加剂，虽然其用量较低，但在保持建筑涂料的稳定性方面发挥了必不可少的作用。 众所周知，在合成聚合物乳液时，通常会添加少量的可聚合的丙烯酸或甲基丙烯酸，在聚合结束后，需要添加少量的pH调节剂，让乳液保持在偏碱性。 在水性建筑涂料的配制过程中，配方中的纤维素需要在微碱的条件下，才比较好溶解。 配方的碱溶胀乳液类增稠剂通常成酸性，只有遇到碱性的pH调节剂，反应生成聚合物羧酸盐，才能发挥增稠功能。 此外偏碱性的水性涂料，不容易腐败。当涂料罐装在铁制容器中时，偏碱性的涂料减缓了铁罐的锈蚀。 在水性涂料中，常用的pH调节剂有如下几种:氢氧化钾(或氢氧化钠)，氨水，单乙醇胺，二乙醇胺，二乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇,2-氨基-2-乙基-1, 3-丙二醇。但这些产品或多或少都有一些不足之处。氢氧化钾(或氢氧化钠)，没有V0C，价格便宜，但添加在涂料中会降低涂料的耐水性和耐擦洗性。氨水和有机胺类一般具有特别的不愉快的气味，无法满足涂料低VOC或零VOC的要求。2-氨基-2-甲基-1-丙醇(商品名AMP95)价格较高阻碍其在建筑涂料领域广泛使用。 现有技术披露，在水性建筑涂料中使用少量甲基硅醇钾作为pH调节剂，不但无挥发无气味，还能够提高水性建筑涂料耐擦洗性能。 本专利技术目的在于获得一种能够稳定调节pH值，安全环保，价格便宜，且能够增强水性建筑涂料耐擦洗性能的pH调节剂。
技术实现思路
本专利技术意外发现，将烷基硅醇金属盐与功能性硅烷组合得到的组合物，显著地提高了水性建筑涂料的耐擦洗次数，并同时具备无挥发无气味和价格低廉的优点。本专利技术的组合物主要用于水性建筑涂料，还可以用于水性聚合物乳液，水性油墨，水性粘合剂，水性木器漆等。 实现本专利技术目的的技术方案可以概括如下: 一种有机硅组合物在水性建筑涂料中的用途，该有机硅组合物含有烷基硅醇金属盐和功能性硅烷，其中 所述烷基硅醇金属盐，其结构单元通式是R1Si (OH)2OM,其中R1为C1-C4烃基⑷是碱金属， 所述功能性硅烷的化学通式是:(R2O)a(R3)bSiR4 ;其中R2，R3是C1-C6烷基，优选C1-C2烷基，R2, R3可以相同或不同，a是I或2或3，b是O或I或2 ;R4是含有氮原子的功能性基团，优选含有伯胺和/或1-3个仲胺的功能性基团，优选含有丙基、I个伯胺和/或I个仲胺的功能性基团，优选其结构式选自-C3H6NHCONH2, -C3H6NH2, -C3H6NHC2H4NH2。 如上所述的用途，组合物中烷基硅醇金属盐，R1选自C1-C4烷基，更优选选自甲基、乙基、丙基，最优选甲基、乙基；M选自纳、钟，更优选钟。 如上所述的用途，其中功能性硅烷优选硅烷的沸点高于250°C，优选功能性硅烷是下一种或几种的混合物:N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)三甲氧基硅烷，N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)二乙氧基硅烷，N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷，N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)甲基二乙氧基硅烷，(3-氨丙基)二甲氧基硅烷，(3-氨丙基)二乙氧基硅烷，(3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷，(3-氨丙基)甲基二乙氧基硅烷，(3-脲基丙基)三甲氧基硅烷，(3-脲基丙基)三乙氧基硅烷，(3-脲基丙基)甲基二甲氧基硅烷，(3-脲基丙基)甲基二乙氧基硅烷。 如上所述的用途，组合物中烷基硅醇金属盐的量基于水性pH调节剂的总重量为1-99重量％，优选15-60重量％ ;更优选在15-35重量％。 如上所述的用途，组合物中功能性硅烷的量基于水性pH调节剂的总重量为0.1-99重量％，优选1-20重量％ ;更优选在1-5重量％。 如上所述的用途，组合物中还包含0.1-10重量％的氢氧化钾或氢氧化钠。 如上所述的用途，该有机硅组合物在水性建筑涂料中的用量在0.05-1重量％ ;优选0.1-0.5重量％之间。 如上所述的用途，水性建筑涂料包括:醋酸乙烯酯-乙烯涂料体系、苯丙涂料体系、纯丙涂料体系、娃丙涂料体系、醋丙涂料体系。 本专利技术所述的pH调节剂配制工艺比较简单，将烷基硅醇金属盐和功能性硅烷原料在常温下混合均匀即可，可根据需要添加氢氧化钾或氢氧化钠，或氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液。 按照常规方法制备水性建筑涂料，将pH调节剂在常温下加入涂料，搅拌均匀即可。 实施例 在下面的实施例中，如果没有特别说明，所述份为重量份。 甲基硅醇钾CH3Si (OH)2OK,商品名SILRES?BS16，含54重量％甲基硅醇钾的水溶液，由瓦克化学公司提供； N-(_2_氛乙基)(3_氛丙基)二甲氧基硅烷，以GEN1SIL? GF 91为商品名，由瓦克化学公司提供； N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷，以GEN1SIL? GF 95为商品名，由瓦克化学公司提供； (3-氨丙基)三甲氧基硅烷，以GEN1SIL?gf 96为商品名，由瓦克化学公司提供； (3-氨丙基)三乙氧基硅烷，以GEN1SLL?gf 93为商品名，由瓦克化学公司提供； (3-脲基丙基)三甲氧基硅烷，以GEN1SIL? GF 98为商品名，由瓦克化学公司提供。 本专利技术使用的粘度计是BROOKFIELD公司生产的“KUIViscometer”粘度计，各表所列数值的单位是KU。测量pH值的仪器是METTLER TOLDO公司生产的“实验室pH计”。 本专利技术采用SHEEN公司耐洗擦仪REF 903，测试方法按照ASTMD2486-2006标准测试产品的耐洗擦性。 pH调节剂对比例的制备 2份Κ0Η，18.9份甲基硅醇钾(使用SILRES? BS16配置)，和剩余量的水在常温下均匀混合，得到无色透明溶液即为pH调节剂对比例I。 3份Κ0Η，20份甲基硅醇钾(使用SILRES? BS16配置)，和剩余量的水在常温下均匀混合，得到无色透明溶液即为pH调节剂对比例2。 AMP95，由陶氏化学公司提供，是含有2-氨基-2-甲基_1_丙醇95重量％的水溶液，目前涂料领域中性能最佳的pH调节剂，将其设定为pH调节剂对比例3。 pH调节剂实施例的制备 将大约18-55份烷基硅醇金属盐(可使用甲基硅醇钾、甲基硅醇钠等的水溶液配置)，约1-50份(优选1-3份)功能性硅烷(包括N-(-2-氨乙基)(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、N-(_2-氨乙基)(3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、(3-氨丙基)二甲氧基硅烷、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、(3-脲基丙基)三甲氧基硅烷等)(功能性硅烷在某些实施例中也可以提高用量至50重量％或99重量％ )，约0.5-4份氢氧化钾或氢氧化钠，和剩余量的水搅拌均匀后得到为本专利技术的PH调节剂实施例。 按照上述步骤和表1、表2、表3所示组分比例制备pH调节剂例1-13，17_23。 本专利技术制备的pH调节剂例1-13，17-23为无色透明溶液，性状稳定，无任何不良气味。 表1、表2、表3中，甲基硅酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅组合物在水性建筑涂料中的用途，该有机硅组合物含有烷基硅醇金属盐和功能性硅烷，其中所述烷基硅醇金属盐，其结构单元通式是R1Si(OH)20M，其中R1为C1‑C4烃基；M是碱金属，所述功能性硅烷的化学通式是：(R2O)a(R3)bSiR4；其中R2，R3是C1‑C6烷基，优选C1‑C2烷基，R2，R3可以相同或不同，a是1或2或3，b是0或1或2；R4是含有氮原子的功能性基团，优选含有伯胺和/或1‑3个仲胺的功能性基团，优选含有丙基、1个伯胺和/或1个仲胺的功能性基团，优选其结构式选自‑C3H6NHCONH2，‑C3H6NH2，‑C3H6NHC2H4NH2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沙圣刚，
申请(专利权)人：瓦克化学中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31