乙酰乙酰基官能化的硅基树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂及其制备方法。具体地，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂至少包含含有支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团的级分。所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂可用于配制涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
乙酰乙酰基官能化的硅基树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂及其方法。本专利技术还涉及一种含有上述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的涂料组合物。
技术介绍
涂料组合物应用到住宅应用、商业应用和工业应用中使用的各种产品上。这些产品，诸如家具、地板、框架、甲板、楼梯、栅栏等木质产品，通常包含为下层木质材料提供保护和/或美观性质的涂层。这样的涂层的应用可以提高木制品的耐久性和耐候性，从而延长该制品的使用寿命。含硅树脂(诸如硅树脂)在涂料工业中有着广泛的应用。含硅树脂由于其本身特有的组成和结构而能够降低表面张力，改进耐热性、耐候性、耐腐蚀性、柔韧性以及其他性能。含硅树脂可以与各种树脂粘结剂诸如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂或任意其他适用于涂料组合物的聚合型粘结剂一起使用，从而赋予所述涂料组合物或由其形成的涂层所希望的性质。众所周知，通过向聚合物分子中加入某些官能团可以为聚合物提供某些额外的功能性，诸如反应性或与其他组分的相容性。乙酰乙酰基官能团是一种吸引人的可用于改性或功能化聚合物的官能团，这是因为该官能团中两个羰基片段之间的活性亚甲基能够与各种官能团，诸如异氰酸酯基、胺基、不饱和双键、醛基等发生反应。业已预计到，乙酰乙酰基官能聚合物，当被掺入含有带官能团的其他聚合组分和/或固化剂(诸如异氰酸酯、胺、三聚氰胺、不饱和双键和醛)的涂料组合物中时，可以与其他的聚合组分或固化剂进行反应，成为交联网络中的至少一部分，从而提供有利的涂层性质。附加地或者可供选择地，乙酰乙酰基官能聚合物能够吸收污染物中的醛基、羰基、氨基等基团，从而降低污染物对人体及其环境的危害。
技术实现思路
本专利技术一方面提供了一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其至少包含含有支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团的级分。在本专利技术的优选实施方式中，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂具有小于10mgKOH/g树脂的羟值。优选地，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂包含，相对于所述硅基树脂的总重，至少3.5wt％的硅原子。优选地，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂包含，相对于所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的总重，至少25wt％的乙酰乙酰基官能团。本专利技术另一方面提供了一种用于制备乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的方法，所述方法包括：i)将具有三个或更多个缩合性官能度的硅烷化合物与过量的至少一种多元醇进行缩合反应，从而形成硅基树脂；并且ii)采用乙酰乙酰基官能化合物对所述硅基树脂进行官能化，从而获得所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂。本专利技术还要另一方面提供了一种涂料组合物，其包含本文所公开的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂、聚合型粘结剂、任选固化剂、和附加添加剂。本专利技术的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂可包含如下级分，这种级分不仅包含支化的含硅原子的分子骨架，还包含化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团。因此，这种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂不仅适用于希望降低表面张力的应用，而且适用于需要化学吸收带有醛基、羰基、氨基等基团的污染物从而减少或消除污染物对环境或人体健康的不利影响的应用。各种涂料组合物可以作为这些应用的适当实例。另外，这种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂具有支化的分子骨架，这使得更多的乙酰乙酰基基团以端基或悬挂基团的形式连接到该骨架上，因而这种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂具有更高的乙酰乙酰基含量。这确保了，即使在相对低的树脂加载量的情况下，本专利技术的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂仍能获得所需要的与乙酰乙酰基官能团相关的效果。此外，本专利技术的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂还可以以简便、廉价的方式制成。本专利技术的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本专利技术其它特征、目的和优点将变得清楚。具体实施方式在本文中使用时，“一种(a，an)”、“这种(the)”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的涂料组合物可以被解释为表示涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。在组合物被描述为包括或包含特定组分或级分的情况下，预计该组合物中并不排除本专利技术未涉及的可选组分或级分，并且预计该组合物可由所涉及的组分或级分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本专利技术未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。当针对乙酰乙酰基官能化的硅基树脂使用时，术语“乙酰乙酰基”是指具有如下结构的乙酰乙酰基官能团：本文中使用的术语“多元醇与具有三个或更多个缩合性官能度的硅烷化合物的摩尔当量比”是指，多元醇的羟基与所述硅烷化合物的缩合性官能度的摩尔比。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本专利技术实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本专利技术范围外。乙酰乙酰基官能化的硅基树脂根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其至少包含含有支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团的级分。所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂可以包含具有宽分子量分布和至少含有硅原子的分子骨架的级分。优选地，本文所公开的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的数均分子量可以在700至20,000g/mol范围内、优选在1000至20,000g/mol范围内、更优选在3000至20,000g/mol范围内。在一个实施方式中，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂包含，相对于所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的总重，至少3.5wt％的硅原子。优选地，硅原子的浓度，相对于所述乙酰乙酰官能化的硅基树脂，为至少4.9wt％、至少5.4wt％、至少7.2wt％或更高。同时优选地，硅原子的浓度，相对于所述乙酰乙酰官能化的硅基树脂，为至多8.9wt％、至多6.6wt％、至多6.1wt％。上述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂中的硅原子的浓度可由下式确定：CSi(重量％)＝n×MSi/W树脂其中：Csi表示硅原子的浓度；n表示所投放的含硅原料中的硅原子的总摩尔数MSi表示硅原子的摩尔质量；W树脂表示所制备乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的总重量。落在上述范围内的硅原子浓度足以提供具有所需表面张力的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂。具体地，本文中公开的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂可以具有在约24至28mN/m范围内的表面张力。乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的分子骨架中可以包含其他元素，诸如碳、氧和氮。优选地，分子骨架包含-Si-O-结构单元以及碳原子。正如本文所公开的，本专利技术的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂至少包含支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，至少包含含有支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团的级分。

【技术特征摘要】
1.一种乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，至少包含含有支化的含硅原子的分子骨架和化学键合到所述支化的含硅原子的分子骨架上的乙酰乙酰基官能团的级分，其中所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂是通过包括如下的方法获得的：将具有三个或更多个缩合性官能度的硅烷化合物与过量的至少一种多元醇进行缩合反应，从而形成硅基树脂，其中所述具有三个或更多个缩合性官能度的硅烷化合物包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷或其组合；并且其中所述多元醇独立地选自乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、新戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、环己二醇、环己烷二甲醇、2,2-二甲基-3-羟基丙酸2,2-二甲基-3-羟丙基酯、双酚A、双酚F、双酚S、1,3-丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、环己烷二甲醇、1,4-苄基二甲醇、1,4-苄基二乙醇、2,4-二甲基-2-乙基己烷-1,3-二醇、1,4-环己烷二乙醇、氢醌、亚苯基二甲醇、间苯二酚、萘二酚、蒽-1,10-二酚、氰尿酸三(2-羟乙基)酯及其组合。2.如权利要求1所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂还具有小于10mgKOH/g树脂的羟值。3.如权利要求1或2所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂包含，相对于所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的总重，至少3.5wt％的硅原子。4.如权利要求1或2所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂包含，相对于所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂的总重，至少25wt％的乙酰乙酰基官能团。5.如权利要求1或2所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述方法还包括：采用乙酰乙酰基官能化合物对所述硅基树脂进行官能化，以获得所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂。6.如权利要求5所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述乙酰乙酰基官能化合物选自乙酰乙酸烯丙基酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸叔丁酯、双烯酮、其衍生物及其组合组成的组。7.如权利要求5所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中，所述乙酰乙酰基官能化合物包括乙酰乙酸乙酯。8.如权利要求5所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中所述乙酰乙酰基官能化的硅基树脂中的所述级分具有如下式(II)结构：其中，X1、X2、X3和X4，在每次出现的时候，独立地选自-O-XA-O-U、-O-XB-O-U、-O-XC-O-U、其中Y1和Y2，在每次出现时，独立地为-O-XA-O-U、-O-XB-O-U或-O-XC-O-U；XA、XB和XC，在每次出现时，独立地选自由-CH2-CH2-、和组成的组；U，在每次出现时，独立地表示H或其中不是所有的U都是H；n，在每次出现时，独立地表示1至10的整数；并且k，在每次出现时，独立地表示1至10的整数。9.如权利要求8所述的乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中XA、XB和XC都是-CH2-CH2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛松，段刚，温晋嵩，
申请(专利权)人：广东华润涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：