一种水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法，属于高分子材料领域，本研究产品由乙烯基三乙氧基硅烷和三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚成线型低分量聚合体，再与甲基三乙硅氧基硅烷，苯基三乙基硅氧烷，正硅酸乙酯，共同水解，在交联催化剂改性硅铝溶胶条件下形成有机无机嵌段共聚的多元杂化树脂，该水性树脂具有优异的附着力，高硬度和韧性平衡，耐高温，耐水性佳，水性环保等优点可应用各种涂料的罩面防护，水性耐高温漆，防腐漆等的制作。制备合成原理:1．乙烯基三乙氧基硅烷和三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚烷和三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚烷和三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解2.有机硅氧烷的水解(续)[转续页]

【技术实现步骤摘要】
一种水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法
[0001]
：本专利技术为化工建材领域，涉及到一种高性能环保的水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法，可应用于各种水性涂料的罩面防护，水性耐高温漆，防腐漆等的制作。
[0002]
技术介绍
：有机硅树脂涂料以其优异的热氧化稳定性、电绝缘性能、耐候性、防水、防盐雾、防霉菌、生物相容性等特性，广泛应用于国防军工、电气工业、皮革工业、轻工产品、橡胶塑料、食品卫生等行业,但其对底材的附着力差，漆膜韧性差，价格较贵等缺点在一定程度上限制了它的应用范围 ，目前市场的有机硅树脂大部分以溶剂型,高温烘烤干燥为主,对环境有一定的污染,且对施工环境有要求，丙烯酸树脂对各种基材的附着力较好，漆膜韧性好，但其耐高温性能差，耐候性能不如有机硅树脂，所以研究一种水性常温自干型树脂有机硅多元杂化树脂成为一种必要，国内外在此领域也有较多的创新技术，但在合成工艺，成本价格和水性化程度上均不太理想，本专利技术在成本控制和完全水性化有很大的优势。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术的目的是制备一种水性常温自干型有机硅多元杂化树脂，引入丙烯酸单体三乙二醇二甲基丙烯酸酯可提高树脂的韧性和对基材的附着力，拟薄水铝石为一水氢氧化铝，硅溶胶为mSiO2.nH2O,SiO2表面含有大量的水及羟基，通过KH
‑
560的改性使硅铝溶胶中含有
‑
O
‑
Si
‑
,
‑
O
‑
Al
‑
,以硅铝溶胶为催化剂，同时参入杂化反应，引入氧铝键提高树脂的耐磨性能，水性化和自干性能。
[0004]本专利技术的目的由以下技术方案实施：1．乙烯基三乙氧基硅烷，三乙二醇二甲基丙烯酸酯低分子量共聚物的制备：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ML四口烧瓶中加入助溶剂异丙醇90g，乙二醇单丁醚65g，二丙二醇甲醚65g，将乙烯基三乙氧基硅烷130g，偶氮二异丁腈6g，正十二烷基硫醇7.8g，于助溶剂中完全溶解，升温至95
°
c，三乙二醇二甲基丙烯酸酯100g,偶氮二异丁腈6g混合液置于滴液漏斗中，在保持95
°
c条件下，3小时内匀速滴加完毕，在搅拌状态下补加0.3的偶氮二异丁腈，保温2小时。
[0005]2．交联催化剂改性硅铝溶胶的制备：（1）将100克硅溶胶置于装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的500ML四口烧瓶中，于水浴锅中升温至50
°
c，在搅拌状态下滴加γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅（KH
‑
560）3ml,搅拌4
‑
6小时。（2）在500ml烧杯中加入250ml去离子水，5g硝酸，于高速分散机中高速搅拌状态下缓缓加入50克拟薄水铝石 ，分散1小左右。（3）将（2）加入（1）中，于50
°
c搅拌2小时，拟薄水铝石在硝酸溶液中形成Al2O3溶胶，其主要成份为AlOOH，在偶联剂KH
‑
560的作用下与硅溶胶中羟基形成共缩聚反应，得到储存稳定期达6个月以上的交联催化剂改性硅铝溶胶。
[0006]3．水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入乙烯基三乙氧基硅烷，三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物。及甲基三乙氧基硅，二甲基二乙氧基硅烷，苯基三乙基硅氧烷，二苯基二乙基硅氧烷中的一种或几种，,去离子水，搅拌均匀并升温至40
°
c，将硅铝溶胶置于滴液漏斗中，于1小时内滴加完，在40
°
C下搅拌2小时，至有机硅单体 完全水解，再升温至70
°
C下，搅拌2小时，再升温至80
°
C搅拌1小时，冷却至常温用氨水中和PH值为7左右，过滤得到透明带蓝光水性有
机硅多元杂化树脂。
[0007]具体实施方案：实例1：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入甲基三乙氧基硅100克，烷苯基三乙基硅氧烷60克，乙烯基三乙氧基硅烷与三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物45克,去离子水100克，搅拌均匀并升温至40
°
c，将硅铝溶胶200克置于滴液漏斗中，于1小时内滴加完，在40
°
C下搅拌2小时，至有机硅单体完全水解，再升温至70
°
C下，搅拌2小时，再升温至80
°
C搅拌1小时，冷却至常温用氨水中和PH值为7左右，过滤得到透明带蓝光水性有机硅多元杂化树脂。
[0008]实例2：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入甲基三乙氧基硅100克，二甲基二乙氧基硅烷50克，正硅酸乙酯20克，乙烯基三乙氧基硅烷与三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物45克,去离子水110克，搅拌均匀并升温至40
°
c，将硅铝溶胶220克置于滴液漏斗中，于1小时内滴加完，在40
°
C下搅拌2小时，至有机硅单体完全水解，再升温至70
°
C下，搅拌2小时，再升温至80
°
C搅拌1小时，冷却至常温用氨水中和PH值为7左右，过滤得到透明带蓝光水性有机硅多元杂化树脂。
[0009]实例3：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入甲基三乙氧基硅100克，烷苯基三乙基硅氧烷60克，，正硅酸乙酯20克，乙烯基三乙氧基硅烷与三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物45克,去离子水90克，搅拌均匀并升温至40
°
c，将硅铝溶胶180克置于滴液漏斗中，于1小时内滴加完，在40
°
C下搅拌2小时，至有机硅单体完全水解，再升温至70
°
C下，搅拌2小时，再升温至80
°
C搅拌1小时，冷却至常温用氨水中和PH值为7左右，过滤得到透明带蓝光水性有机硅多元杂化树脂。
[0010]多元杂化树脂性能指标：外 观：带蓝光透明液体；PH值： 7；固含量： 38%；水溶性：树脂与水任意比稀释后仍为带蓝光透明液体。
[0011]分别用实施例树脂及其制成的清漆的性能见表：表1.试验样板制备
表2.指标检测
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：组成
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重量乙烯基三乙氧基硅烷，三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物40
‑
60甲基三乙硅氧基硅烷
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50
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150二甲基二乙氧基硅烷
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50
‑
150苯基三乙基硅氧烷
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30
‑
80二苯基二乙基硅氧烷
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30
‑
80正硅酸乙酯
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10
‑
30改性硅铝溶胶（交联催化剂）
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120
‑
260异丙醇
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20
‑ꢀ
50去离子水
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80
‑
160具体制备方法：在装有搅拌，温度计，回流冷凝器及滴液漏斗的1000ml四口烧瓶中加入乙烯基三乙氧基硅烷，三乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物，及甲基三乙氧基硅，二甲基二乙氧基硅烷，苯基三乙基硅氧烷，二苯基二乙基硅氧烷中的一种或几种，,去离子水，搅拌均匀并升温至40
°
c，将硅铝溶胶置于滴液漏斗中，于1小时内滴加完，在40
°
C下搅拌2小时，至有机硅单体 完全水解，再升温至70
°
C下，搅拌2小时，再升温至80
°
C搅拌1小时，过滤得到粘稠透明带蓝光水性有机硅多元杂化树脂。2. 根据权利要求1所述的一种水性常温自干有机硅多元杂化树脂的制备方法，其特征在于交联催化剂改性硅铝溶的制备：组成
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重量g硅溶胶
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100γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅(KH
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560)
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3去离子水
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250拟薄水铝石
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50硝酸
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁宝华，
申请(专利权)人：湖北唯吾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：