改性聚硅氧烷乳液及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种改性聚硅氧烷乳液及其用途。所述的改性聚硅氧烷乳液，主要由：含端氢的聚硅氧烷与至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷反应，所得产物经与水乳化后得到。本发明专利技术提供的改性聚硅氧烷乳液可作为涂料的疏水助剂，其具有在涂料组合物中添加量少，疏水效果好、且疏水效果持续时间长及价廉等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机硅乳液及其用途，具体地说，涉及一种改性聚硅氧烷乳液及其用途。
技术介绍
众所周知，在涂料组合物中添加疏水助剂会使涂料具有疏水效果。目前使用的疏水助剂有蜡乳液类和丙烯酸酯乳液类等。蜡乳液类疏水助剂的优势在于价格低廉，但其劣势在于，随着时间的推移，涂料的疏水效果会明显下降，甚至消失。丙烯酸酯乳液类疏水助剂缺陷在于价格昂贵，缺乏价格竞争优势。鉴于此，研制既具有优异疏水性能，又具有价格竞争优势的疏水助剂成为本专利技术需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人经研究发现：经特定基团修饰改性的聚硅氧烷乳液可作为涂料的疏水助剂，其具有在涂料组合物中添加量少，疏水效果好、且疏水效果持续时间长及价廉等优点。因此，本专利技术的一个目的在于，提供一种新颖的改性聚硅氧烷乳液。本专利技术所述的改性聚硅氧烷乳液，主要由：含端氢的聚硅氧烷(式Ⅰ所示化合物)与至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷反应，所得产物经与水乳化后得到：式Ⅰ中，a为10～200。本专利技术的另一个目的在于，揭示上述改性聚硅氧烷乳液的一种用途。即上述改性聚硅氧烷乳液作为涂料的疏水助剂的应用。具体实施方式在本专利技术一个优选的技术方案中，所述至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷选自：下列化合物中一种或两种：其中，R1～R9分别独立选自：C1～C3直链或支链烷基或C1～C3直链或支链烷氧基中一种，b为1～10。进一步优选的技术方案是：R1～R9分别独立选自：C1～C3直链或支链烷基或C1～C3直链或支链烷氧基中一种，且R1～R3中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基、R4～R6中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基、R7～R9中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基，b为1～5。更进一步优选的技术方案是：R1～R9分别独立选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基或乙氧基中一种，且R1～R3中至少有一个为甲氧基、R4～R6中至少有一个为甲氧基、R7～R9中至少有一个为甲氧基，b为1～5。再更进一步优选的技术方案是：R1～R9均为甲氧基，b为1～5。综上，制备本专利技术所述改性聚硅氧烷乳液的方法，包括如下步骤：(1)在惰性气体及催化剂存在的条件下，由含端氢的聚硅氧烷(式Ⅰ所示化合物)与至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷在有机溶剂中，于80℃～120℃反应，反应时间为5小时～10小时，得到改性聚硅氧烷；其中，所述催化剂为铂的络合物(如(但不限于)：karstedt催化剂、铂碳催化剂或氯铂酸(H2PtCl6·6H2O))，所述至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷选自：式Ⅱ～Ⅳ所示化合物中一种或两种，所述有机溶剂为烷基取代苯(如(但不限于)：甲苯或二甲苯等)。所述式Ⅳ所示化合物由主要步骤如下制备方法制得：在有惰性气体和铂的络合物(催化剂)存在的条件下，由三氯硅氢(HSiCl3)与式Ⅴ所示化合物在烷基取代苯(反应介质)中进行反应，得到中间体(式Ⅵ所示化合物)，再对所得式Ⅵ所示化合物中硅原子进行烷基化或烷氧基化，得到式Ⅳ所示化合物：b的定义与前文所述相同。(2)将由步骤(1)所制备的改性聚硅氧烷、乳化剂和水置于带有搅拌容器中，于20℃～
50℃搅拌30分钟至60分钟，得到目标物(本专利技术所述的改性聚硅氧烷乳液)；其中，以所用原料(改性聚硅氧烷、乳化剂和水)的总重量为100％计，乳化剂的用量为3wt％～15wt％，所述乳化剂为非离子表面活性剂(如：聚氧乙烯醚类的表面活性剂等)；改性聚硅氧烷与水的质量比为1∶(1.5～4.0)。搅拌的转速优选：1,000r/min～18,000r/min。下面通过实施例对本专利技术作进一步的说明，其目的仅在于更好的理解本专利技术的内容而非限制本专利技术的保护范围。改性聚硅氧烷乳液的制备实施例1(1)将20.00g端含氢聚硅氧烷(式Ⅰ-1所示化合物)、5.27gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(式Ⅱ-1所示化合物)和25.00g甲苯置于三口烧瓶中，搅拌加热升温至80℃～120℃，加入氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)的异丙醇溶液(质量分数为1.0％)，在此状态保持5小时～10小时，减压蒸出溶剂及低沸物，加入适量甲醇洗涤，静置除去杂质相，得到改性聚硅氧烷-壹，其红外谱图测试数据如下所示：IR(压片法)：2957.83(s，υ–CH3)，2911.85(s，υ–CH2-)，2856.48(s，υ-Si-OMe)，1796.65(s，υ-C＝O)，1278.84,806.38(s，υSi-Me)，1022.73(s，υ–Si-O-Si)。(2)将21.00g由步骤(1)制得的改性聚硅氧烷和1.05g的异构十三醇聚氧乙烯醚置于广口的塑料瓶中，在20℃～50℃及转速为1,000r/min～18,000r/min的搅拌条件下，分批加入共50.2g的去离子水(在30分钟内加完)，去离子水加完后，最好再继续搅拌30分钟，得到改性聚硅氧烷乳液-壹。实施例2(1)除以式Ⅰ-2所示化合物替换实施例1中式Ⅰ-1所示化合物外，其它条件及步骤的实施例1的步骤(1)相同，得到改性聚硅氧烷-贰，其红外谱图测试数据如下所示：IR(压片法)：2963.93(s，υ–CH3)，2906.43(s，υ–CH2-)，2842.40(s，υ-Si-OMe)，1795.05(s，υ-C＝O)，1262.34,800.18(s，υSi-Me)，1016.71(s，υ–Si-O-Si)。(2)将由步骤(1)制得的改性聚硅氧烷重复实施例1的乳化步骤(实施例1的步骤(2))得到改性聚硅氧烷乳液-贰。实施例3(1)除以式Ⅰ-3所示化合物替换实施例1中式Ⅰ-1所示化合物外，其它条件及步骤的实施例1的步骤(1)相同，得到改性聚硅氧烷-叁，其红外谱图测试数据如下所示：IR(压片法)：2956.53(s，υ–CH3)，2915.73(s，υ–CH2-)，2835.53(s，υ-Si-OMe)，1789.09(s，υ-C＝O)，1259.27,807.53(s，υSi-Me)，1014.77(s，υ–Si-O-Si)。(2)将由步骤(1)制得的改性聚硅氧烷重复实施例1的乳化步骤(实施例1的步骤(2))得到改性聚硅氧烷乳液-叁。实施例4(1)除以式Ⅰ-4所示化合物替换实施例1中式Ⅰ-1所示化合物外，其它条件及步骤的实施例1的步骤(1)相同，得到改性聚硅氧烷-肆，其红外谱图测试数据如下所示：IR(压片法)：2954.75(s，υ–CH3)，2919.63(s，υ–CH2-)，2839.82(s，υ-Si-OMe)，1791.12(s，υ-C＝O)，1251.29,804.85(s，υSi-Me)，1016.97(s，υ–Si-O-Si)。(2)将由步骤(1)制得的改性聚硅氧烷重复实施例1的乳化步骤(实施例1的步骤(2))得到改性聚硅氧烷乳液-肆。实施例5(1)20.00g式Ⅰ-1所示化合物，3.77g式Ⅱ-1所示化合物和0.93g乙烯基三甲氧基硅烷
(式Ⅲ-1所示化合物)和25.00g甲苯置于三口烧瓶中，搅拌加热升温至80℃～120℃，加入氯铂酸的异丙醇溶液(质量分数为1.0％)，在此状态保持5小时～10小时，减压蒸出溶剂及低沸物，加入适量甲醇洗涤，静置除去杂质相，得到改性聚硅氧烷-伍，其红外谱图测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚硅氧烷乳液，主要由：式Ⅰ所示化合物与至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷反应，所得产物经与水乳化后得到：式Ⅰ中，a为10～200。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚硅氧烷乳液，主要由：式Ⅰ所示化合物与至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷反应，所得产物经与水乳化后得到：式Ⅰ中，a为10～200。2.如权利要求1所述的改性聚硅氧烷乳液，其特征在于，其中所述至少含一个不饱和键的硅烷或硅氧烷选自下列化合物中一种或两种：其中，R1～R9分别独立选自：C1～C3直链或支链烷基或C1～C3直链或支链烷氧基中一种，b为1～10。3.如权利要求2所述的改性聚硅氧烷乳液，其特征在于，其中R1～R9分别独立选自：C1～C3直链或支链烷基或C1～C3直链或支链烷氧基中一种，且R1～R3中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基、R4～R6中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基、R7～R9中至少有一个为C1～C3直链或支链烷氧基，b为1～5。4.如权利要求3所述的改性聚硅氧烷乳液，其特征在于，其中R1～R9分别独立选自：甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基或乙氧基中一种，且R1～R3中至少有一个为甲氧基、R4～R6中至少有一个为甲氧基、R7～R9中至少有一个为甲氧基。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，于萍，唐磊，高继东，吴生英，邹刚，田禾，
申请(专利权)人：华东理工大学，立邦涂料中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31