一种有机硅防护涂料及其制备方法、用途、使用方法技术

本申请涉及涂料技术领域，具体公开了一种有机硅防护涂料及其制备方法、使用方法、用途。有机硅防护涂料，由包括以下重量份的原料制成：端羟基聚二甲基硅氧烷5

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅防护涂料及其制备方法、用途、使用方法


[0001]本申请涉及涂料
，更具体地说，它涉及一种有机硅防护涂料及其制备方法、用途、使用方法。

技术介绍

[0002]现代社会中，尤其是在土地资源稀缺的经济发达地区，很多农作物的生长都在室内完成。室内种植农业首要解决的问题便是提供植物生长所需的光源。LED植物生长灯是一种以LED(发光二极管)为发光体，满足植物光合作用所需光照条件的人造光源。LED植物生长灯可以给植物提供生长所需的光源，促进植物生长，减短植物成熟所用的时间，提高生产效率。
[0003]LED植物生长灯由于长时间暴露在空气中工作，会受到环境中水、空气、紫外光、真菌以及其它污染物的侵蚀，导致使用寿命受到影响；因此需要对LED植物生长灯进行防护处理。目前市场上常见的LED植物生长灯的防护材料主要为有机硅类，有机硅类防护材料所形成的涂层能够有效阻碍环境对LED植物生长等的侵蚀，但是也存在硬度低、耐磨性、抗菌性、阻燃性、环境耐抗性差的问题。
[0004]因此，提升包括有机硅涂料形成的涂层的硬度、耐磨性、抗菌性、阻燃性以及环境耐抗性在内综合性能，对于有机硅防护涂料更好发挥作用具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了提高有机硅涂料所形成的涂层的综合性，本申请提供一种有机硅防护涂料及其制备方法、用途、使用方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种有机硅防护涂料，采用如下的技术方案：一种有机硅防护涂料，由包括以下重量份的原料制成：端羟基聚二甲基硅氧烷5
‑
60份、补强有机硅树脂低聚物1
‑
10份、交联剂0.5
‑
5份、溶剂20
‑
90份、偶联剂0.5
‑
5份和催化剂0.01
‑
1份；所述补强有机硅树脂低聚物由硅溶胶和烷氧基硅烷通过水解反应制备而成。
[0007]通过采用上述技术方案，补强有机硅树脂低聚物分子结构中不仅含有烷氧基硅烷水解生成的硅氧Q结构，还含有未水解的烷氧基。
[0008]硅氧Q结构和硅溶胶的无机框架结构相配可以提高涂层的硬度、耐磨性、阻燃性和抗菌性。
[0009]未完全水解的烷氧基一方面可在催化剂和湿气的作用下与端羟基聚二甲基硅氧烷中的羟基发生交联反应，使有机硅树脂低聚物键合到聚二甲基硅氧烷的分子主链上，提高防护涂层的交联密度，从而增强防护涂层的强韧性、附着力和对环境的耐抗性；另一方面未完全水解的烷氧基增加了涂料中可反应官能团的数量，提高了可反应官能团之间的碰撞几率，从而提高了涂层的固化速率，有效避免了有机硅类涂料固化缓慢、需要高温处理的问题，使有机硅防护涂料可在常温下较快固化，提高了生产效率。
[0010]固化后的补强有机硅树脂低聚物无色透明，与有机硅防护涂料中其他各组分相容
性好，无相分离，因此固化后的防护涂层透光性好，可最大程度的保持LED灯的透光率，使透光率的波长频率不发生变化。
[0011]综上所述，本申请配方合理，在各组分的共同作用下，制得的有机硅防护涂料改善了涂层的综合性，即制备出的涂层具有优异的硬度、耐磨性、环境耐抗性、极佳的附着力、阻燃性、抗菌性；应用在LED植物灯具有优异的防护效果且保证了其透光性。
[0012]在一个具体的可实施方案中，所述补强有机硅树脂低聚物的制备方法如下：将烷氧基硅烷溶解在一元醇中，调节pH到2
‑
4，然后加入pH缓冲剂形成混合液；将所述混合液与硅溶胶混合反应5
‑
8h；然后脱水处理即可。
[0013]通过采用上述技术方案，由于H
+
对烷氧基硅烷的水解反应有催化作用，故体系中足量的H
+
存在能促进烷氧基硅烷快速水解生成硅醇，硅醇会与硅溶胶粒子周围的羟基发生缩合，生成硅氧Q结构。
[0014]然而H
+
过多时，会导致过量的硅醇的生成；而过量的硅醇不能稳定存在，一部分会很快与硅溶胶粒子周围的羟基发生缩合，另一部分直接发生硅醇与硅醇之间的缩合，生成副产物。
[0015]故反应时的pH控制在2
‑
4得到的产物既有含有烷氧基硅烷水解生成的硅氧Q结构，还含有未水解的烷氧基。
[0016]在一个具体的可实施方案中，所述烷氧基硅烷为甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、含氟硅氧烷中的一种。
[0017]通过采用上述技术方案，烷氧基硅烷是一种极其重要的含硅功能材料，在工业上可用来生产耐磨增硬涂层；甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、含氟硅氧烷均能与硅溶胶配合形成硅氧Q结构，并提供未完全水解的烷氧基，提升了有机硅防护涂料所形成的涂层的综合性能。
[0018]同时甲氧基硅烷和乙氧基硅烷形成的硅氧Q结构均具有优良的耐热性能，有利于提高涂层的耐热性；含氟硅氧烷除了具有甲氧基硅烷和乙氧基硅烷的优点外，还具有极低的表面张力，使涂料对基材的润湿性更好，且可以降低固化后涂层的表面能，使涂层表面的疏水疏油性进一步增强，防止水雾附着，具有极佳的耐水解性和绝缘性。
[0019]在一个具体的可实施方案中，所述水解反应过程中烷氧基硅烷的水解程度为20
‑
80％。
[0020]通过采用上述技术方案，控制水解程度，使得制得的补强有机硅树脂低聚物中的硅氧Q结构和烷氧基之间的比例更好，从而进一步提高涂料的综合性能。
[0021]在一个具体的可实施方案中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为1000
‑
500000cps，端羟基聚二甲基硅氧烷的结构式为：n为自然数。
[0022]通过采用上述技术方案，端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度越大，其分子量越大，所形成的涂层的拉伸强度越大。但是粘度越大，所需的溶剂的量也会增加，故而将端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度限定在合适范围内，不仅使涂层具有良好的强度，而且涂料中溶剂适量，节约资源且更加环保。
[0023]在一个具体的可实施方案中，所述交联剂为烷氧基硅烷化合物。
[0024]通过采用上述技术方案，烷氧基硅烷化合物多数含有烷基链的硅氧烷分子，具有偶联和降低表面张力等特性，对基材具有优良的粘附性，能将各组分结合在一起，提高涂料各组分之间的相容性，可改善涂料的机械性能和加工性能。
[0025]在一个具体的可实施方案中，所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷。
[0026]通过采用上述技术方案，甲基三甲氧基硅烷含有三个可以水解的烷氧基和一个不参与水解反应的甲基；三个甲氧基作为反应官能团，通过交联反应快速将聚二甲基硅氧烷分子链接起来形成三维网络结构，快速完成固化。
[0027]第二方面，本申请提供一种有机硅防护涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种有机硅防护涂料的制备方法，包括以下步骤：将相应份的补强有机硅树脂低聚物加入溶剂中，搅拌均匀得到混合液；将相应份的端羟基聚二甲基硅氧烷、交联剂、偶联剂和催化剂在氮气保护下加入混合液中，并进行搅拌，得到有机硅防护涂料。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅防护涂料，其特征在于：由包括以下重量份的原料制成：端羟基聚二甲基硅氧烷5
‑
60份、补强有机硅树脂低聚物1
‑
10份、交联剂0.5
‑
5份、溶剂20
‑
90份、偶联剂0.5
‑
5份和催化剂0.01
‑
1份；所述补强有机硅树脂低聚物由硅溶胶和烷氧基硅烷通过水解反应制备而成。2.根据权利要求1所述的有机硅防护涂料，其特征在于：所述补强有机硅树脂低聚物的制备方法如下：将烷氧基硅烷溶解在一元醇中，调节pH到2
‑
4，然后加入pH缓冲剂形成混合液；将所述混合液与硅溶胶混合反应5
‑
8h；然后脱水处理即可。3.根据权利要求2所述的有机硅防护涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷为甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、含氟硅氧烷中的一种。4.根据权利要求1所述的有机硅防护涂料，其特征在于：所述水解反应过程中烷氧基硅烷的水解程度为20
‑
80％。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹翠蕾，范从国，秦旺洋，张呈波，
申请(专利权)人：依工特种材料苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：