一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是：將漆酚及二甲苯預(yù)先混合成混合液，除水后，加入烯類有機(jī)硅，恒溫反應(yīng)，獲得烯類有機(jī)硅改性漆酚預(yù)聚物混合液；將制備的烯類有機(jī)硅改性漆酚混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，經(jīng)紫外光輻照后，獲得經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜。本發(fā)明具有：1．漆酚是天然可再生資源，原料來源廣，價(jià)格低廉。2．可快速的制備烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜。3．采用本發(fā)明技術(shù)所制備得到的經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜涂料具有優(yōu)異附著力、柔韌性能、抗沖擊性能、耐化學(xué)介質(zhì)性能及優(yōu)異的耐熱性能，可應(yīng)用于高性能涂料領(lǐng)域。
【專利說明】一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光固化膜的制備方法，尤其涉及一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，屬于高性能化工涂料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)以來，我國(guó)的光固化產(chǎn)業(yè)得到快速的發(fā)展，我國(guó)逐漸發(fā)展成為繼美國(guó)、日本之后，全球第三大UV固化產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)。UV固化涂料是一種高效、節(jié)能的環(huán)保型涂料，綜合性能優(yōu)良，具有固化速度快、固化溫度低、能量消耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛，正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固化涂料。而烯類有機(jī)硅材料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、耐污性能、耐候性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。并且我國(guó)在天然生漆的使用方面，擁有悠久的歷史，其所生產(chǎn)的漆膜具有堅(jiān)硬，耐熱、耐腐蝕等優(yōu)異性能。生漆的主要成膜物質(zhì)是漆?)—一是帶有長(zhǎng)側(cè)碳鏈的鄰苯二酚衍生物。但經(jīng)漆酶氧化聚合所得的生漆膜，其固化時(shí)間長(zhǎng)，且固化時(shí)受溫度、濕度等的限制。漆酚有機(jī)硅聚合物集中了有機(jī)硅樹脂及漆酚的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的性能。然而目前公開的通過酯交換等技術(shù)制備的漆酚有機(jī)硅聚合物，這些技術(shù)雖然可制得具有優(yōu)異性能的漆酚有機(jī)硅聚合物，但其耗時(shí)長(zhǎng)，因而其能耗將增加，這就使得適用于工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，其具有成本聞等缺點(diǎn)。
[0003]本發(fā)明在紫外光輻照下，大大縮短了制備烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的聚合時(shí)間，具有固化速率快、環(huán)保、能耗低、性能優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備速度快、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低的經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供一種具有優(yōu)異附著力、柔韌性能、抗沖擊性能、耐化學(xué)介質(zhì)性能及優(yōu)異的耐熱性能的烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜涂料。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到：
1.除水
在一裝有分水器的潔凈的三口燒瓶中加入漆酚和二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。其中漆酚與二甲苯的用量按重量份計(jì)，其比例為漆酚：二甲苯為4:3~15 ；
2.預(yù)聚合
取下步驟（I)中的三口燒瓶分水器，冷卻后，往混合液中加入烯類有機(jī)硅，保持溫度9(T140°C，反應(yīng)O. 5^3小時(shí)，獲得烯類有機(jī)硅改性漆酚預(yù)聚物混合液。其中烯類有機(jī)硅按碳碳雙鍵基團(tuán)計(jì)與漆酚的摩爾量比為2:廣8 ;
3.光固化
將制備的烯類有機(jī)硅改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照30-180秒后，獲得烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜。其中光固化膜厚為10~40 Mm;紫外燈主波長(zhǎng)為365 nm,光強(qiáng)為103 mW/cm2,福射距離為10 cm。
[0007]所述的烯類有機(jī)硅具有200至2000分子量的烯類有機(jī)硅。
[0008]所述的烯類有機(jī)硅是烯類硅烷偶聯(lián)劑或乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯中的一種或是兩種任意比例的混合物。
[0009]所述的烯類硅烷偶聯(lián)劑是指Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二異丙氧基硅烷或乙烯基二叔丁氧基硅烷。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
I.漆酚是天然可再生資源，原料來源廣，價(jià)格低廉。
[0011]2.可快速的制備烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜。 [0012]3.采用本發(fā)明技術(shù)所制備得到的經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜涂料具有優(yōu)異附著力、柔韌性能、抗沖擊性能、耐化學(xué)介質(zhì)性能及優(yōu)異的耐熱性能。
[0013]本發(fā)明中，表征烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的設(shè)備及方法如下：
膜的制備
按GB/T 1727-1992《涂膜一般制備法》，將制備的漆酚/烯類有機(jī)硅復(fù)合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，膜厚：約40Mm。試樣置于365 nm和2 kW的高壓汞燈下輻照（GY.UV2KW/ II (s)型紫外光固化儀，保定市特種光源電器廠），光強(qiáng)：103 mff/cm2 (UV-A光強(qiáng)計(jì)，北京師范大學(xué)光電儀器廠)。輻射距離：10 cm，實(shí)驗(yàn)在空氣中進(jìn)行。
[0014]常規(guī)物理機(jī)械性能
將制備的試樣均勻的涂布在馬口鐵片上，固化膜的常規(guī)物理機(jī)械性能分別采用下列國(guó)標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。硬度按GB/T 6739-1996采用鉛筆法測(cè)定；附著力按GB1720-79采用QFZ-I型涂抹附著力測(cè)定儀測(cè)試；柔韌性按GB/T1731-93采用JGI型柔韌測(cè)試儀測(cè)試；耐沖擊性能按GB/T 1732-93采用QCJ型涂膜沖擊器測(cè)試。
[0015]抗溶劑性能
不同試樣經(jīng)紫外光輻射一定時(shí)間后，差量法取膜稱重(mlg)，分別在無水乙醇、石油醚、二甲苯、甲苯、乙酸丁酯及丙酮中浸泡48 h，干燥后稱重（m2g)，以（Hi2Ai1) X100%衡量涂膜的抗溶劑性能。
[0016]抗化學(xué)試劑性能
將不同試樣分別在自來水、10% H2SO4,30% H2S04、10%Na0H、30%Na0H、10%NaCl 中浸
泡7天。
[0017]熱重分析采用METTTLER TGALSDTA851紅外熱重聯(lián)用儀，氮?dú)鈿夥眨郎厮俣葹?0°C/min，溫度范圍：室溫~600 °C。
[0018]紅外采用NIC0LET5700 FT-IR光譜儀測(cè)定（ATR法)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖I為本發(fā)明實(shí)施例I制備的Y -(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜的紅外光譜圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例I制備的Y -(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜的熱重譜圖。【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的范圍不局限于本實(shí)施例的范圍。
[0022]實(shí)施例I
在一個(gè)三口瓶?jī)?nèi)加入4. I克漆酚和6. 9克二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0023]將混合液降溫至90°C后，加入6. 3克Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，保持溫度90°C，反應(yīng)3小時(shí)，獲得Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液。
[0024]將Y -(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照30秒后，獲得Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0025]將制備得到的Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜進(jìn)行紅外光譜測(cè)試分析，其結(jié)果如附圖I所示；進(jìn)行熱重分析，其結(jié)果如附圖2所示。
[0026]本實(shí)施例制備得到的Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測(cè)試結(jié)果如下：
鉛筆硬度：4Η 附著力：1級(jí) 柔韌性：0. 5 mm 抗沖擊性能：50cm` 抗溶劑性能：通過 抗化學(xué)試劑性能：通過 實(shí)施例2
在一個(gè)三口瓶?jī)?nèi)加入5. 9克漆酚和7. O克二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0027]將混合液降溫至100°C后，加入I. 6克乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯2. 5克乙烯基二甲氧基硅烷，保持溫度10CTC，反應(yīng)2小時(shí)，獲得乙烯基二乙氧基硅烷改性丙稀酸酯-乙烯基三甲氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液。
[0028]將乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯-乙烯基三甲氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照60秒后，獲得乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯-乙烯基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0029]本實(shí)施例制備得到的乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯-乙烯基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測(cè)試結(jié)果如下：
鉛筆硬度：5H 附著力：1級(jí) 柔韌性：0. 5 mm 抗沖擊性能：50cm 抗溶劑性能：通過 抗化學(xué)試劑性能：通過實(shí)施例3
在一個(gè)三口瓶?jī)?nèi)加入7. O克漆酚和7. O克二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0030]將混合液降溫至110°C后，加入3. 6克乙烯基三異丙氧基硅烷，保持溫度110°C，反應(yīng)I. 5小時(shí)，獲得乙烯基三異丙氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液。
[0031]將乙烯基三異丙氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照90秒后，獲得乙烯基三異丙氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0032]本實(shí)施例制備得到的乙烯基三異丙氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測(cè)試結(jié)果如下：
鉛筆硬度：6H 附著力：I級(jí) 柔韌性：0. 5 mm 抗沖擊性能：50cm 抗溶劑性能：通過 抗化學(xué)試劑性能：通過 實(shí)施例4 在一個(gè)三口瓶?jī)?nèi)加入8. 4克漆酚和7. O克二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0033]將混合液降溫至120°C后，加入2. 2克乙烯基三異丙氧基硅烷和2. 2克乙烯基三叔丁氧基硅烷，保持溫度120°C，反應(yīng)I小時(shí)，獲得乙烯基二異丙氧基硅烷-乙烯基二叔丁氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液。
[0034]將乙烯基三異丙氧基硅烷-乙烯基三叔丁氧基硅烷改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照120秒后，獲得乙烯基三異丙氧基硅烷-乙烯基三叔丁氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0035]本實(shí)施例制備得到的乙烯基三叔丁氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測(cè)試結(jié)果如下：
鉛筆硬度：6H 附著力：I級(jí) 柔韌性：0. 5 mm 抗沖擊性能：50cm 抗溶劑性能：通過 抗化學(xué)試劑性能：通過 實(shí)施例5
在一個(gè)三口瓶?jī)?nèi)加入8. 8克漆酚和7. O克二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0036]在混合液加入2. 7克乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯，保持溫度138°C，反應(yīng)
O.5小時(shí)，獲得乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯改性漆酚預(yù)聚物混合液。
[0037]將乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照180秒后，獲得乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯改性漆酚光固化膜。
[0038]本實(shí)施例制備得到的乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯改性漆酚光固化膜性能測(cè)試結(jié)果如下：
鉛筆硬度：6H 附著力：1級(jí) 柔韌性：0. 5 mm 抗沖擊性能：50cm 抗溶劑性能：通過 抗化學(xué)試劑性能：通過。
【權(quán)利要求】
1.一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是： (1)除水 在一裝有分水器的潔凈的三口燒瓶中加入漆酚和二甲苯，預(yù)先混合成混合液，升溫至.138 °C，恒溫除水30分鐘； (2)預(yù)聚合 取下步驟（I)中的三口燒瓶分水器，冷卻后，往混合液中加入烯類有機(jī)硅，保持溫度.90^1400C，反應(yīng)O. 5^3小時(shí)，獲得烯類有機(jī)硅改性漆酚預(yù)聚物混合液； (3)光固化 將制備的烯類有機(jī)硅改性漆酚預(yù)聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經(jīng)砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照30-180秒后，獲得烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的混合液中，漆酚與二甲苯的用量按重量份計(jì)，其比例為漆酚：二甲苯為4 ： 3~15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的烯類有機(jī)硅加入量，是按碳碳雙鍵基團(tuán)計(jì)與漆酚的摩爾量比為2 ：廣8添加的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的烯類有機(jī)硅具有200至2000的分子量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的烯類有機(jī)硅是指烯類硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基三乙氧基硅烷改性丙烯酸酯中的一種或是兩種任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的烯類硅烷偶聯(lián)劑是指Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（ΚΗ570)、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二異丙氧基硅烷或乙烯基二叔丁氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)烯類有機(jī)硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是：光固化膜厚為10~40 Mm ;紫外燈主波長(zhǎng)為365 nm，光強(qiáng)為103 mW/cm2，輻射距離為10cm。
【文檔編號(hào)】C08J3/28GK103694891SQ201310716528
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】陳欽慧, 林金火 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)