專利名稱：一種有機(jī)硅雜化物及其有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐高溫涂料領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)硅雜化物及其有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
耐高溫涂料是指在溫度200°C以上仍能保持漆膜不變色、不脫落并且保持適當(dāng)?shù)奈锢頇C(jī)械性能的涂層材料。耐高溫涂料廣泛地應(yīng)用于煙 、高溫蒸汽管道、熱交換器、高溫爐、石油裂解設(shè)備、發(fā)動機(jī)部位及排氣管等領(lǐng)域。耐高溫涂料的種類繁多，但是以無機(jī)耐高溫涂料和有機(jī)耐熱涂料最為常見，無機(jī)耐高溫涂料的硬度高，耐高溫性能好，但漆膜較脆，柔韌性差，未完全固化前耐水性不好，對基材表面處理要求嚴(yán)格。有機(jī)耐高溫涂料又可以分為兩大類，雜環(huán)聚合物耐高溫涂料(聚酰亞胺類、聚酰胺、聚苯硫醚類和聚醚砜類)和元素有機(jī)聚合物耐高溫涂料(有機(jī)硅類、有機(jī)氟類和有機(jī)鈦類)。其中，雜環(huán)聚合物耐高溫涂料在國內(nèi)外已應(yīng)用多年，主要用于高溫絕緣方面，但價格昂貴，貯存性差，對顏料要求嚴(yán)格。在元素有機(jī)聚合物耐高溫涂料中，有機(jī)氟涂料雖然耐高溫性能優(yōu)越，但不易溶解于溶劑中，即使溶解，其固體含量低，成膜薄，施工不方便，而且有機(jī)氟涂料機(jī)械性能不太理想；有機(jī)鈦涂料發(fā)展較晚，制備復(fù)雜，應(yīng)用范圍還不廣泛，很多技術(shù)不成熟；有機(jī)硅聚合物自20世紀(jì)40年代初實現(xiàn)工業(yè)化以后，因為高聚物表面富含的Si-O-Si高鍵能使有機(jī)硅具有良好的耐高溫性能，目前已發(fā)展成為應(yīng)用最為廣泛的有機(jī)類耐高溫涂料。當(dāng)前國內(nèi)外現(xiàn)有牌號的通用型有機(jī)硅樹脂，特別是用于涂料和浸潰漆的商品有機(jī)硅樹脂，大都存在固化溫度高、固化后的漆膜對基材附著力不強(qiáng)等缺點(diǎn)。有的牌號低溫固化的硅樹脂，主要是在施工時依靠外加交聯(lián)劑來強(qiáng)化固化反應(yīng)，其結(jié)果是硅樹脂固化物的耐熱性能降低。公開號為CN 101531761A、名稱為“一種高固化活性耐高溫有機(jī)硅樹脂的制備方法”的專利公開了一種用純有機(jī)硅樹脂加顏料、填料配制成的耐500°C高溫的涂料，此外，還有國內(nèi)生產(chǎn)的有機(jī)硅環(huán)氧改性樹脂、1053有機(jī)硅樹脂以及GT-5R耐熱涂料等，這些涂料使用時均需加入幾種混合固化劑，且表干時間長；還需在200°C條件下烘烤2小時，才能干燥，實用性不好；并且耐高溫涂料成本比較高，生產(chǎn)使用過程中能源消耗較大。由此可見，使用現(xiàn)有有機(jī)硅樹脂所制備的耐高溫涂料的主要缺點(diǎn)是需高溫固化，且高溫固化時間長，對基材的附著力差。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種有機(jī)硅雜化物。本發(fā)明的另一目的在于提供上述有機(jī)硅雜化物的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種耐高溫、常溫快干以及可紫外光固化的有機(jī)硅復(fù)合涂料，該有機(jī)硅復(fù)合涂料含有上述有機(jī)硅雜化物。本發(fā)明的再一目的在于提供上述有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種有機(jī)硅雜化物，其結(jié)構(gòu)式如式(I )所示
權(quán)利要求
1.ー種有機(jī)硅雜化物，其特征在于具有如式(I )所示結(jié)構(gòu)式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)硅雜化物，其特征在干 所述的硅氧烷單體為ニ甲基ニ甲氧基硅烷、ニ甲基ニ氯硅烷、ニ甲基ニこ氧基硅烷、甲基ニ甲氧基娃燒、甲基ニこ氧基娃燒、苯基ニ甲氧基娃燒、苯基ニこ氧基娃燒、苯基ニ氣娃烷、正硅酸こ酯或四甲氧基硅烷中的一種或至少兩種； 所述的有機(jī)娃單體為こ稀基ニ甲氧基娃燒、こ稀基ニこ氧基娃燒、丙稀基ニ氣娃燒、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、こ烯基三叔丁氧基硅烷或こ烯基三こ酰氧基硅烷中的ー種或至少兩種。
3.權(quán)利要求I所述的有機(jī)硅雜化物的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟 (1)將100重量份的娃氧燒單體、O.5 6. O重量份的催化劑和I 50重量份的蒸懼水混合并攪拌均勻；然后在60 120°C下冷凝回流反應(yīng)3 8小時，得到活性有機(jī)硅組分； (2)取100重量份步驟(I)得到的活性有機(jī)硅組分、20 80重量份的含碳碳雙鍵有機(jī)硅單體、O. 5 3. O重量份的催化劑、10 50重量份的蒸餾水混合后，在60 120°C下冷凝回流反應(yīng)2 10小時后制得有機(jī)硅雜化物； 其中，步驟(I)、步驟(2)中所述的催化劑為酸性催化劑、堿性催化劑或金屬羧酸鹽催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)硅雜化物的制備方法，其特征在于 所述的酸性催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、硝酸、芳基磺酸、含I 18個碳的有機(jī)酸或路易斯酸中的一種或至少兩種； 所述的堿性催化劑為堿金屬的氫氧化物、堿金屬的氧化物、有機(jī)胺或季銨鹽中的ー種或至少兩種； 所述的金屬羧酸鹽催化劑為ニ丁基ニこ酸錫、ニ丁基二月桂酸錫或辛酸亞錫中的ー種或至少兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅雜化物的制備方法，其特征在于所述的路易斯酸為三氯化磷、三氯化硼、三氯化鐵、三溴化鐵、氯化鋅、四氯化錫或四氯化鈦中的ー種或至少兩種。
6.—種有機(jī)娃復(fù)合涂料,其特征在于含有權(quán)利要求I 5所述的有機(jī)娃雜化物。
7.權(quán)利要求6所述的有機(jī)硅復(fù)合涂料，其特征在于包含以下按重量份計的組分100重量份權(quán)利要求I所述的有機(jī)娃雜化物、20 200重量份填料、10 20重量份活性稀釋劑、O.3 6份重量份光引發(fā)劑、O. 5 5重量份助劑、20 60重量份有機(jī)溶劑和O. 5 6重量份催化劑； 其中，所述的填料為納米ニ氧化硅、云母粉、玻璃粉、滑石粉、高嶺土、膨潤土、ニ氧化鈦或氧化鋅中的一種或至少兩種； 所述的活性稀釋劑為1，6_己ニ醇ニ丙烯酸酯、雙酚A ニ甲基丙烯酸酷、1，4-丁ニ醇ニ丙烯酸酯、丙烯酸羥己酷、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、こ氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或こ氧化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種或至少兩種； 所述的光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-I-丙酮、I-羥基-環(huán)己基苯酮、2，4，6-三甲基苯甲酰ニ苯基氧化膦、雙2，4，6—三甲基苯甲酰苯基氧化膦、ニ苯甲酮、4-苯基ニ甲苯酮、安息香こ醚、安息香雙甲醚、異丙基硫雜蒽酮、三こ醇胺、2-甲基-1-(4-甲硫基苯 基)-2-嗎啉-I-丙酮或2-苯基芐-2- ニ甲基胺-I- (4-嗎啉芐苯基)丁酮中的一種或至少兩種； 所述的助劑為消泡劑或抗氧劑中的ー種或兩種； 所述的有機(jī)溶劑為ニ甲苯、醋酸こ酷、甲苯或正丁醇中的一種或至少兩種； 所述的催化劑為酸性催化劑、堿性催化劑或金屬羧酸鹽催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)硅復(fù)合涂料，其特征在于 所述的消泡劑為磷酸三丁酷、聚ニ甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯中的ー種或至少兩種； 所述的抗氧劑為2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、對苯ニ胺、四〔β _(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、磷酸三辛酷、ニ氫喹啉、三癸酯或亞磷酸酯中的ー種或至少兩種； 所述的酸性催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸、硝酸、芳基磺酸、含I 18個碳原子數(shù)的有機(jī)酸或路易斯酸中的一種或至少兩種； 所述的堿性催化劑為堿金屬的氫氧化物、堿金屬的氧化物、有機(jī)胺或季銨鹽中的ー種或至少兩種； 所述的金屬羧酸鹽催化劑為ニ丁基ニこ酸錫、ニ丁基二月桂酸錫或辛酸亞錫中的ー種或至少兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的的有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于所述的路易斯酸為三氯化磷、三氯化硼、三氯化鐵、三溴化鐵、氯化鋅、四氯化錫或四氯化鈦中的一種或至少兩種； 所述的堿金屬的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰中的一種或至少兩種； 所述的堿金屬的氧化物為氧化鉀、氧化鈉或氧化鋰中的ー種或至少兩種； 所述有機(jī)胺為甲胺、こ胺、ニこ胺、三こ胺或間苯ニ胺中的ー種或至少兩種。
10.權(quán)利要求7 9任一項所述的有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于包括以下具 體步驟 將100重量份有機(jī)硅雜化物、20 200重量份填料、10 20重量份活性稀釋劑、O. 3 6份重量份光引發(fā)劑、O. 5 5重量份助劑、20 60重量份有機(jī)溶劑以及O. 5 6重量份催化劑攪拌混合均勻后制得。·
全文摘要
本發(fā)明提供了一種有機(jī)硅雜化物及其有機(jī)硅復(fù)合涂料的制備方法。其中，該有機(jī)硅雜化物的制備方法簡單，所制備的該有機(jī)硅雜化物中有機(jī)鏈與Si-O-Si交錯形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)外，在分子結(jié)構(gòu)中還引入含有碳碳雙鍵的有機(jī)鏈段。在此基礎(chǔ)上，利用該有機(jī)硅雜化物成功制備了有機(jī)硅復(fù)合涂料，制備方法簡單，所用原材料環(huán)保易得，正是由于有機(jī)硅雜化物所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本發(fā)明提供的這種有機(jī)硅復(fù)合涂料相應(yīng)的具有較高的強(qiáng)度、耐高溫性能、漆膜堅韌、耐候性好、成膜性能好、常溫快干以及可紫外光固化等特點(diǎn)，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C09D183/07GK102731788SQ201210192728
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者劉偉區(qū), 馬子淇 申請人:中科院廣州化學(xué)有限公司