一种硅氧烷聚合物及其制备方法技术

本申请涉及树脂技术领域，具体公开了一种硅氧烷聚合物及制备方法；一种硅氧烷聚合物由氨基硅氧烷与酸酐类化合物经冰水浴反应，再升温脱水聚合而成；本申请的硅氧烷聚合物可用于制备环保型耐高温涂料的基体树脂，具有提升涂料的附着力、温度耐候性和耐紫外线照射的效果；本申请的硅氧烷聚合物的制备工艺简单可控，适用于工业化生产。适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种硅氧烷聚合物及其制备方法


[0001]本申请涉及有机硅树脂
，更具体地说，它涉及一种硅氧烷聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业的迅速发展，需要在高温条件下使用的设备越来越多，高温下设备的防护就显得十分重要。相比使用铝、钛等高温合金进行热防护，使用耐高温涂料进行防护的成本更低，施工更加方便。耐高温涂料是一种可以承受200℃以上温度，使被保护设备可以在高温条件下正常使用的功能性涂料。
[0003]现有的耐温涂料用的基体树脂主要是环氧酚醛树脂、环氧有机硅树脂，这些树脂的耐受温度在200℃左右，长期超过200℃使用容易发生开裂甚至脱落，另一方面，此类树脂环境耐候性较差，长期暴露在阳光下容易出现开裂或脱落。由其做为基体树脂制备的耐温涂料不能满足需要耐受超高温的场景和室外使用。如钢铁厂的烟囱及高温反应设备，火炬排气管等。
[0004]有鉴于此，需要开发一种可以提升涂料耐高温，耐候性的基体树脂。

技术实现思路

[0005]为了提高涂料基体在超高温下的耐候性，本申请提一种硅氧烷聚合物其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种硅氧烷聚合物，采用如下的技术方案：一种硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物的具有下式：其中，R1为烷基或烷氧基；R2为二价联接基团；R3为二价联接基团；R4为含有氨基的基团；R5为烷基、烷氧基或氢；m为10～1000；n为0～700。
[0007]通过采用上述技术方案，所述硅氧烷聚合物以硅氧键为主链结构，酰亚胺为侧链，其中硅氧键断裂所需要的温度较碳碳键高，自身分解为二氧化硅，二氧化硅为无机氧化物，具有安全性高、无毒害、无腐蚀性、熔点高、耐老化性能强等特点；酰亚胺基团则具有连续高温耐候性、耐化学溶剂及耐辐射性，并且赋予了硅氧烷聚合物一定的韧性，克服了纯有机硅树脂脆性大的缺点，使其经历冷热交替的时候不易开裂。综合以上两点，本专利技术的酰亚胺改性硅氧烷聚合物具有优异的耐高温性能。
[0008]可选的，所述硅氧烷聚合物由氨基硅氧烷与酸酐类化合物在溶剂分散下反应，再
经脱水聚合而成；所述酸酐类化合物为分子内酸酐。
[0009]通过采用上述技术方案，采用分子内酸酐与氨基硅氧烷可脱水形成酰亚胺基团，酰亚胺基团具有耐高温特性，能提高硅氧烷的耐高温性能。
[0010]可选的，所述酸酐类化合物与氨基硅氧烷的摩尔比为0.3～1.0:1.0。
[0011]通过采用上述技术方案，采用上述氨基硅氧烷与酸酐类化合物的摩尔比为0.3～1.0:1.0 制备得到硅氧烷聚合物的酰亚胺改性硅氧烷含量在30～100％范围下，具有优良的柔性及附着力，有益于用作涂料的树脂基体树脂，提升涂料的整体抗开裂性能和耐高温性能。
[0012]可选的，所述的硅氧烷聚合物的聚合度N＝n+m＝10～1000。
[0013]可选的，所述的硅氧烷聚合物的数均分子量为2000
‑
200000。
[0014]通过采用上述技术方案，所述的硅氧烷聚合物在上述范围聚合度和数均分子量下，黏度、柔韧性、附着力均比较适宜，有益于用作涂料的树脂基体树脂，提升涂料的整体抗开裂性能和耐高温性能。
[0015]可选的，所述氨基硅烷为3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、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、 N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑2‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷、N
‑2‑
氨乙基
‑ꢀ3‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷的一种或几种的组合。
[0016]可选的，所述酸酐类化合物为偏苯三酸酐、1,2,4
‑
环己烷三甲酸酐、(
‑
)
‑
O
‑
乙酰
‑
L
‑
苹果酸酐、均苯四甲酸二酐、柠檬酸酐中的一种或几种的组合。
[0017]可选的，所述溶剂为N、N
‑
二甲基甲酰胺、N、N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或两种的组合。
[0018]通过采用上述技术方案，采用上述氨基硅氧烷和酸酐化合物可以引入其他水性活性基团而具有水性化的潜力，有利于提升成膜性；同时延长含有酰亚胺基的侧链，增加侧链的复杂性，从而丰富酰亚胺化硅氧烷聚合物的性能，如提升温度耐受性、柔软性、抗开裂性能、附着力以及提升涂料水化特性；氨基硅氧烷和酸酐化合物在上述溶剂的分散下，可以提升反应的均匀程度。
[0019]第二方面，本申请提供一种硅氧烷聚合物的制备方法，采用如下的技术方案：一种硅氧烷聚合物的制备方法，包括以下步骤：将氨基硅氧烷加入溶剂中混合均匀，再分批加入酸酐化合物，在冰浴下搅拌反应8
‑
24h，得到酰亚胺酸硅氧烷单体；升温至70～100℃，搅拌上述得到的酰亚胺酸硅氧烷单体，酰亚胺酸硅氧烷单体脱水聚合得到所述的硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物为酰亚胺化聚硅氧烷溶液。
[0020]通过采用上述技术方案，制备条件容易控制，有利于工业化量产。
[0021]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请的涂料采用具有硅氧基主链和酰亚胺侧链的硅氧烷聚合物，由于硅氧基主链具有安全性高、无毒害、无腐蚀性、熔点高、耐老化性能强等优良特性，酰亚胺侧链具有连续高温耐候性、耐化学溶剂及耐辐射性，酰亚胺改性硅氧烷聚合物具有高温耐候性和耐紫外照射效果。
[0022]3、本申请硅氧烷聚合物的制备方法，通过调节氨基硅氧烷与酸酐类化合物的摩尔比，获得不同占比的酰亚胺化聚硅氧烷，如酰亚胺化硅氧烷含量在30
‑
70％硅氧烷聚合物的耐高温性能佳，酰亚胺化硅氧烷含量在70
‑
100％硅氧烷聚合物的水性化性能佳，由此丰富了硅氧烷聚合物的特性，以满足不同应用需求，因此硅氧烷聚合物获得优良的附着力效果。
具体实施方式
[0023]以下通过实施例对本申请作进一步详细说明。予以特殊说明的是：以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
[0024]实施例1按照酸酐类化合物与氨基硅氧烷的摩尔比为0.3:1.0称取酸酐类化合物和氨基硅氧烷，并加入至反应釜，冰水浴下搅拌8h；得到酰亚胺酸硅氧烷单体；将反应釜温度提升至70℃，搅拌上述得到的酰亚胺酸硅氧烷单体8h，脱水聚合得到硅氧烷聚合物，随后对反应体系进行蒸馏去除小分子醇；当温度升至150
°
温度后停止，得硅氧烷聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅氧烷聚合物，其特征在于：所述硅氧烷聚合物具有下式：其中，R1为烷基或烷氧基；R2为二价联接基团；R3为二价联接基团；R4为含有氨基的基团；R5为烷基、烷氧基或氢；m为10～1000；n为0～700。2.根据权利要求1所述的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述硅氧烷聚合物由氨基硅氧烷与酸酐类化合物在溶剂分散下脱水聚合而成；所述酸酐类化合物为分子内酸酐。3.根据权利要求2所述的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述酸酐类化合物与氨基硅氧烷的反应摩尔比为0.3～1.0:1.0。4.根据权利要求1所述的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述的硅氧烷聚合物的聚合度N＝n+m＝10～1000。5.根据权利要求1所述的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述的硅氧烷聚合物的数均分子量为2000
‑
200000。6.根据权利要求2所述的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述氨基硅烷为3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、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、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N

【专利技术属性】
技术研发人员：马恒印，卢桂峰，
申请(专利权)人：开封夸克新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：