一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，以三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸甲酯进行硅氢加成，让含丙烯酸酯结构的加成产物与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷进行水解、缩合制备改性有机硅树脂；以甲基苯基二甲氧基硅烷进行水解、缩合制备硅油，再将以上树脂与硅油进行混合配成涂料。本发明专利技术工艺简单，操作控制方便，产品性能稳定；改善树脂硬度、柔韧性和附着力方面的性能；采用毒性小的石油醚，既可以减轻对操作人员健康的影响，又可以防止对环境造成的污染；在偶联剂方面，与单氨基的相比，双氨类偶联剂具有很多的优势：此类硅烷偶联剂可以增加有机材料和无机底材之间的附着力；并且可以在较短时间内促进硅烷固化、加快涂料固化速度。

Methyl methacrylate modified silicone resin coating and preparation method thereof

The invention provides a methyl methacrylate modified silicone resin coating, with trimethoxy silane and methyl methacrylate by hydrosilylation, make the structure of the addition product containing acrylate and methyl trimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane hydrolysis and condensation preparation of modified silicone resin; hydrolysis and condensation system preparation of methyl phenyl silicone oil with two methoxy silane, the above resin and silicone oil mixed with paint. The invention has the advantages of simple process, convenient operation, stable product performance; improve the performance of hardness, flexibility and adhesion; using less toxic petroleum ether, can reduce the impact on the health of the operator, and can prevent the pollution to the environment; the coupling agent, compared with the single amino, double ammonia the coupling agent has many advantages: the silane coupling agent can increase between organic material and inorganic adhesion; and can promote the silane curing, in a relatively short period of time to accelerate the curing speed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料及其制备方法。
技术介绍
有机硅树脂是20世纪70年代发展起来的一类耐高温防腐蚀的涂料，它是一类由硅原子与氧原子交替链接组成骨架，不同的有机团再与硅原子连接的聚合物的统称。有机硅树脂基本可以分为三大类：聚烷基有机硅树脂、聚芳基有机硅树脂、聚烷基芳基有机硅树脂。聚烷基有机硅树脂是采用每个硅原子上只连接两个以下烷基的原料制成网状结构的聚烷基硅树脂；聚芳基硅树脂是硅氧烷链中仅含有苯基的共聚物；聚烷基芳基硅树脂则是将以上两种树脂的原料通过水解缩合生成共聚体，聚烷基芳基硅树脂比纯粹烷基或芳基的有机硅树脂具有更好的机械性能和硬度。但纯的有机硅树脂固化后力学性能并不很好的达到防腐要求，硬度大但很脆，柔韧性较差，且有机硅树脂的粘接性能表现一般,制成的涂料易脱落,影响其热防护性能的发挥。为了提高有机硅防腐涂层的力学性能，须对有机硅树脂进行改性。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
中存在的问题，提供一种有机硅金属防腐涂料及其制备方法。本专利技术的具体技术方案如下：一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，包括改性树脂、硅油、催化剂、偶联剂和石油醚溶剂；所述改性树脂与硅油质量比为3:1；所述催化剂质量为改性树脂与硅油质量和的5%；所述偶联剂质量为改性树脂与硅油质量和的2%-3%；所述石油醚溶剂质量为改性树脂和石油醚质量和的10%。作为优选项：所述催化剂为有机锡催化剂。作为优选项：所述偶联剂为双氨类偶联剂。作为优选项：所述偶联剂为N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷。本专利技术还提供上述甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料的制备方法，步骤如下：（1）树脂的改性：先以三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸甲酯进行硅氢加成后，再以加成后的物质为原料与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷水解缩合制备得到改性树脂；（2）硅油的制备：以甲基苯基二甲氧基硅烷水解缩合制备而成；（3）涂料的制备：以石油醚为溶剂，将（1）中所得改性树脂配成树脂溶液，与硅油进行混合后加入催化剂和双氨类偶联剂，混合均匀，即得。作为优选项：所述（1）树脂的改性方法步骤如下：1）以甲苯为溶剂，加入三甲氧基硅烷和铂催化剂，甲苯的摩尔量是三甲氧基硅烷的1-2倍，得到混合液1，将混合液1升温至60-65℃，然后向混合液1中滴加甲基丙烯酸甲酯，三甲氧基硅烷的摩尔量为甲基丙烯酸甲酯的1.1-1.25倍反应1小时后再升温至温至85℃-95℃反应2小时，然后将温度降至40℃以下，得到混合液2，然后再将混合液2边缓慢加热边减压蒸馏至温度到达120℃时得到加成产物；2）将上步所得加成产物与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷混合后，向混合物中滴加盐酸水溶液，依次在反应温度为30℃下水解1小时、60℃下缩合2小时、85℃下蒸馏3小时得到改性树脂。作为优选项：所述（2）硅油的制备方法步骤如下：向甲基苯基二甲氧基硅烷中以滴加的方式加入盐酸水溶液；然后在30℃条件下水解一个小时，再升温至60℃后缩合反应2小时，缩合完毕后升温至85℃，蒸馏，将产物中甲醇蒸出，即得；所述甲基苯基二甲氧基硅烷与盐酸水溶液中水的摩尔比为1:1，盐酸水溶液中盐酸的用量为甲基苯基二甲氧基硅烷质量的（15-30）*10-6。作为优选项：所述1）中铂催化剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷为溶剂的氯铂酸溶液，氯铂酸质量分数为0.6346%，氯铂酸用量为三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸甲酯质量和的（50-100）*10-6;所述2）中盐酸水溶液中盐酸的用量为加成产物、甲基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷质量和的（15-30）*10-6；所述2）中加成产物与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷的混合物与盐酸水溶液中水的摩尔比为1:1.2；所述2）中加成产物与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷的混合物中苯基三甲氧基硅烷的摩尔分数为50%，加成产物的摩尔分数为5-30%，余量为甲基三甲氧基硅烷。作为优选项：所述盐酸水溶液的滴加速度为每滴1-2秒。本专利技术目的之一是在涂料中加入有机硅油，改善硬度与柔韧性的平衡；本专利技术采用树脂与硅油混合作为涂料基材，这是由于树脂中三官能链节含量高，即交联密度大，呈三维空间立体结构使得涂料硬度大，而硅油则是由二官能团硅氧烷水解缩合而成，呈链状结构，具有一定柔韧性，所以硅油的加入可以改善和平衡有机硅涂料的硬度与柔韧性。本专利技术目的之二是对有机硅树脂进行改性，向机硅树脂中引入极性基团甲基丙烯酸酯基，增强涂料与金属表面的附着力；本专利技术在甲基苯基硅树脂中引入甲基丙烯酸酯基极性基团，增强涂料对金属表面的附着力，在一定程度上改善涂料的粘接性能。本专利技术目的之三是为了增强涂料对基材的附着性能以及缩短固化时间，我们采用双氨类偶联剂；与单氨基的相比，双氨类偶联剂具有很多的优势：此类硅烷偶联剂可以增加有机材料和无机底材之间的附着力；并且可以在较短时间内促进硅烷固化、加快涂料固化速度；最终固化无气泡、体系色浅；本专利技术为了增强涂料对基材的附着性能以及缩短固化时间，在偶联剂的选择方面，我们采用双氨类偶联剂N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷。与单氨基的相比，双氨类偶联剂具有很多的优势：此类硅烷偶联剂可以增加有机材料和无机底材之间的附着力；并且可以在较短时间内促进硅烷固化、加快涂料固化速度。与现有技术相比，我们采用烷基、芳香基硅烷为起始原料经水解缩合合成树脂与硅油，工艺简单，操作控制方便，产品性能稳定；且在传统的甲基苯基硅树脂中引入甲基丙烯酸酯基极性基团，改善树脂硬度、柔韧性和附着力方面的性能；在溶剂方面，我们主要采用毒性小的石油醚，既可以减轻对操作人员健康的影响，又可以防止对环境造成的污染；在偶联剂方面，我们采用双氨类偶联剂N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷。与单氨基的相比，双氨类偶联剂具有很多的优势：此类硅烷偶联剂可以增加有机材料和无机底材之间的附着力；并且可以在较短时间内促进硅烷固化、加快涂料固化速度。具体实施方式本专利技术是这样实施的：1、三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸甲酯在铂催化剂系进行硅氢加成，先在65℃反应1小时，再升温至85℃反应2小时，将温度降至40℃以下后边加热边减压蒸馏至120℃得到加成产物；本专利技术以上述加成产物与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷按摩尔比2:3：5进行水解缩合制备有机硅树脂，以石油醚为溶剂配成树脂溶液（含溶剂石油醚10%，质量分数），与硅油按3:1（质量比）进行混合，加入固化剂有机锡催化剂，其用量为树脂与硅油净质量的5%，和双氨类偶联剂N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷，其用量为树脂与硅油净质量的2.5%混合均匀配成涂料。具体操作如下：2、上述加成产物、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷以及水按一定摩尔比（加成产物摩尔分数为5%-30%）以少量盐酸为催化剂，在反应温度为30℃下水解1小时，60℃下缩合2小时，85℃下蒸馏3小时得到改性有机硅树脂；3、甲基苯基二甲氧基硅烷以少量盐酸为催化剂，在反应温度为30℃下水解1小时，60℃下缩合2小时，85℃下蒸馏3小时得到有机硅油；甲基苯基二甲氧基硅烷与水的摩尔比为1:1，盐酸的用量为甲基苯基二甲氧基硅烷质量的（15-30）*10-6；4、将上述改性有机硅树脂与有机硅油按一定质量比，并加入一定量有机锡催化剂，双氨类偶联剂混合均匀得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，其特征在于：包括改性树脂、硅油、催化剂、偶联剂和石油醚溶剂；所述改性树脂与硅油质量比为3:1；所述催化剂质量为改性树脂与硅油质量和的5%；所述偶联剂质量为改性树脂与硅油质量和的2%‑3%；所述石油醚溶剂质量为改性树脂和石油醚质量和的10%。

【技术特征摘要】
1.一种甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，其特征在于：包括改性树脂、硅油、催化剂、偶联剂和石油醚溶剂；所述改性树脂与硅油质量比为3:1；所述催化剂质量为改性树脂与硅油质量和的5%；所述偶联剂质量为改性树脂与硅油质量和的2%-3%；所述石油醚溶剂质量为改性树脂和石油醚质量和的10%。2.如权利要求1所述的甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，其特征在于：所述催化剂为有机锡催化剂。3.如权利要求1所述的甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，其特征在于：所述偶联剂为双氨类偶联剂。4.如权利要求3所述的甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料，其特征在于：所述偶联剂为N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷。5.如权利要求1所述的甲基丙烯酸甲酯改性硅树脂涂料的制备方法，其特征在于：步骤如下：（1）树脂的改性：先以三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸甲酯进行硅氢加成后，再以加成后的物质为原料与甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷水解缩合制备得到改性树脂；（2）硅油的制备：以甲基苯基二甲氧基硅烷水解缩合制备而成；（3）涂料的制备：以石油醚为溶剂，将（1）中所得改性树脂配成树脂溶液，与硅油进行混合后加入催化剂和双氨类偶联剂，混合均匀，即得。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述（1）树脂的改性方法步骤如下：1）以甲苯为溶剂，加入三甲氧基硅烷和铂催化剂，甲苯的摩尔量是三甲氧基硅烷的1-2倍，得到混合液1，将混合液1升温至60-65℃，然后向混合液1中滴加甲基丙烯酸甲酯，三甲氧基硅烷的摩尔量为甲基丙烯酸甲酯的1.1-1.25倍反应1小时后再升温至温至85℃-95℃反应2小时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄荣华，甘启茂，廉艳媛，肖婷婷，杨伟光，王莉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42