一种氟硅改性环氧树脂及其制备方法和一种粉末涂料技术

本发明专利技术提供了一种氟硅改性环氧树脂的制备方法。本发明专利技术先将含氟丙烯酸酯和γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷进行预聚，能够调节氟硅比例和支链长度；将环氧树脂的合成过程分为两步，先将氟硅预聚物接枝，然后再用双酚A进行扩链，使得氟硅结构能够均匀的分布于环氧树脂分子结构中。本发明专利技术提供了一种氟硅改性环氧树脂，包含氟硅聚合物接枝侧链，能够显著改善粉末涂料的表面性能，使其具有疏水疏油、低表面能的特点。本发明专利技术还提供了一种粉末涂料。由实施例实验结果可知，所述粉末涂料的水接触角高于140°，10％盐酸、20％氢氧化钠和3.5％氯化钠腐蚀下，均可保持30d无变化。

【技术实现步骤摘要】
一种氟硅改性环氧树脂及其制备方法和一种粉末涂料
本专利技术涉及功能性环氧树脂
，尤其涉及一种氟硅改性环氧树脂及其制备方法和一种粉末涂料。
技术介绍
环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点。环氧树脂由于其分子量大小的差异，可分为室温下液体环氧树脂和固体环氧树脂，其中所述固体环氧树脂可广泛用于粉末涂料领域。随着环氧粉末涂料应用领域的不断拓展，尤其在多尘、多霾、油雾和人群活动较多区域，粉末涂料已不仅仅起到装饰作用，其功能性要求也越来越高，这对于涂层的耐污性、自清洁性提出了更为严格的要求。现有的通用型环氧粉末涂料，形成的涂膜具有一定的疏水特性，其水接触角经过优化可达到102～105°，然而还不足以具有耐污染、自清洁功能。因而，开发疏水疏油、对无机颗粒、油污具有耐拒力的粉末涂料及其专用环氧树脂具有十分重要的意义和应用价值。在环氧树脂的分子结构上引入电负性高的原子，或是在环氧粉末涂料的配方设计中加入含有特殊成分助剂改善其表面性能是增加环氧粉末涂料耐污、自清洁能力的有效手段。然而，现有技术中的这些改进方法仍然不能够得到理想的水接触角数值，大约为105°，无法达到理想的耐污和自清洁的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氟硅改性环氧树脂，将其应用于粉末涂料后能够具有高的水接触角。本专利技术的另一目的是要提供所述氟硅改性环氧树脂的制备方法，以及以所述氟硅改性环氧树脂为主要组分的粉末涂料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种氟硅改性环氧树脂的制备方法，包含如下步骤：(1)将含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体；(2)将所述氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂混合后进行一级聚合反应，得到一级聚合物；(3)将所述一级聚合物、双酚A和相转移催化剂混合后进行二级聚合反应，得到氟硅改性环氧树脂。优选的，所述步骤(1)中含氟丙烯酸酯为丙烯酸六氟丁酯和/或甲基丙烯酸六氟丁酯；所述环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚和/或环氧丙烷苄基醚；所述引发剂为过氧化苯甲酰和/或过氧化二异丙苯；所述步骤(1)中含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂的质量比为(4～15):(6～15):(2～10):(0.1～0.5)。优选的，所述步骤(1)中预聚反应的温度为80～120℃，所述预聚反应的时间为15～60min。优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中相转移催化剂独立地为三苯基磷、四苯基溴化磷、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵和乙基三苯基溴化铵中的一种或几种。优选的，所述步骤(2)中氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂的质量比为(12～40):(30～50):(2～10):(0.1～0.5)。优选的，所述步骤(2)中一级聚合反应的温度为120～130℃，所述一级聚合反应的时间为10～20min。优选的，所述步骤(3)中双酚A和相转移催化剂与所述步骤(2)中氟硅预聚体的质量比为(8～10):(0.1～0.3):(12～40)。优选的，所述步骤(3)中二级聚合反应的温度为160～180℃，所述二级聚合反应的时间为5～15min。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述制备方法得到的氟硅改性环氧树脂，主链为双酚A环氧树脂和双酚A的无规聚合物，接枝侧链为氟硅聚合物，主链上的环氧基团与接枝侧链硅上连接的甲氧基进行反应实现接枝，所述接枝侧链具有式I所示结构：式I中，R为H或CH3；R1为含氟烷基。本专利技术还提供了一种以上述技术方案所述氟硅改性环氧树脂为主要组分的粉末涂料，包含以下质量份的组分：本专利技术提供了一种氟硅改性环氧树脂的制备方法：将含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体；将所述氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂混合后进行一级聚合反应，得到一级聚合物；将所述一级聚合物、双酚A和相转移催化剂混合后进行二级聚合反应，得到氟硅改性环氧树脂。本专利技术先将含氟丙烯酸酯和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷进行预聚，能够调节氟硅比例和支链长度；将环氧树脂的合成过程分为两步，先将氟硅预聚物接枝，然后再用双酚A进行扩链，使得氟硅结构能够均匀的分布于环氧树脂分子结构中。本专利技术提供的制备还具有原料价格低廉、操作简单、副产物少和易于实施的特点。本专利技术还提供了一种氟硅改性环氧树脂，包含氟硅聚合物接枝侧链，能够显著改善粉末涂料的表面性能，使其具有疏水疏油、低表面能的特点。此外，氟硅基团的引入还能够改善粉末涂料的耐候性、韧性和机械强度。本专利技术还提供了一种粉末涂料，包含以下质量份的组分：氟硅改性环氧树脂60～70份；咪唑类固化剂1～6份；流平剂1～3份；硫酸钡10～15份。由于氟硅改性环氧树脂的独特作用，所述粉末涂料具有疏水疏油、低表面能的特点。由实施例实验结果可知，所述粉末涂料的水接触角高于140°，10％盐酸、20％氢氧化钠和3.5％氯化钠腐蚀下，均可保持30d无变化。附图说明图1为实施例1氟硅改性环氧树脂的红外谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种氟硅改性环氧树脂的制备方法，包含如下步骤：(1)将含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体；(2)将所述氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂混合后进行一级聚合反应，得到一级聚合物；(3)将所述一级聚合物、双酚A和相转移催化剂混合后进行二级聚合反应，得到氟硅改性环氧树脂。本专利技术所述制备方法中，所采用的所有原料均为本领域技术人员所熟知的市售产品，下文不再一一进行赘述。本专利技术将含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体。在本专利技术中，所述含氟丙烯酸酯优选为丙烯酸六氟丁酯和/或甲基丙烯酸六氟丁酯；所述环氧活性稀释剂优选为环氧丙烷丁基醚和/或环氧丙烷苄基醚；所述引发剂优选为过氧化苯甲酰和/或过氧化二异丙苯。在本专利技术中，所述含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂的质量比优选为(4～15):(6～15):(2～10):(0.1～0.5)，更优选为(6～13):(8～13):(4～8):(0.2～0.4)，最优选为(8～10):(9～10):(5～6):0.3。本专利技术对所述混合的顺序没有特殊要求，可以按照任意顺序进行混合，能够将各物料混合均匀即可。在本专利技术中，所述混合在室温下进行即可。在本专利技术中，所述预聚反应的温度优选为80～120℃，更优选为90～110℃，最优选为100℃；所述预聚反应的时间优选为15～60min，更优选为20～50min，最优选为30～40min。本专利技术对升温至预聚反应温度的升温速率没有特殊要求，可以参与任意速率进行升温。在本专利技术中，所述预聚反应优选在惰性气氛下进行，具体的如氮气。在本专利技术具体实施例中，实验室试验中，所述预聚反应的实验装置为四口烧瓶，四个开口分别设置有搅拌装置、温度计、回流冷凝管和惰性气体导入装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟硅改性环氧树脂的制备方法，包含如下步骤：(1)将含氟丙烯酸酯、γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体；(2)将所述氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂混合后进行一级聚合反应，得到一级聚合物；(3)将所述一级聚合物、双酚A和相转移催化剂混合后进行二级聚合反应，得到氟硅改性环氧树脂。

【技术特征摘要】
1.一种氟硅改性环氧树脂的制备方法，包含如下步骤：(1)将含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂混合后进行预聚反应，得到氟硅预聚体；(2)将所述氟硅预聚体、双酚A环氧树脂、双酚A和相转移催化剂混合后进行一级聚合反应，得到一级聚合物；(3)将所述一级聚合物、双酚A和相转移催化剂混合后进行二级聚合反应，得到氟硅改性环氧树脂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含氟丙烯酸酯为丙烯酸六氟丁酯和/或甲基丙烯酸六氟丁酯；所述环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚和/或环氧丙烷苄基醚；所述引发剂为过氧化苯甲酰和/或过氧化二异丙苯；所述步骤(1)中含氟丙烯酸酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧活性稀释剂和引发剂的质量比为(4～15):(6～15):(2～10):(0.1～0.5)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中预聚反应的温度为80～120℃，所述预聚反应的时间为15～60min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中相转移催化剂独立地为三苯基磷、四苯基溴化磷、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：任华，包秀群，叶琳，
申请(专利权)人：安徽善孚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34