本發(fā)明涉及樹脂涂料，具體涉及一種改性有機(jī)硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、有機(jī)硅樹脂以鍵能較高的si-o-si鍵為主體，熱氧化穩(wěn)定性比涂料中常用的樹脂要高很多，具有較好的耐高溫性能。單純的有機(jī)硅樹脂作為成膜物質(zhì)應(yīng)用于涂料中時(shí)常存在機(jī)械性能、附著力較差、需高溫固化等問題，極大地限制了其應(yīng)用范圍。而使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂等對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，可拓寬有機(jī)硅樹脂的應(yīng)用范圍，如專利文獻(xiàn)cn111019138a丙烯酸和聚酯改性有機(jī)硅樹脂制備方法及應(yīng)用，其提到的丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂改性有機(jī)硅樹脂及其自干型耐高溫涂料；cn107033296a超耐候聚硅氧烷改性丙烯酸樹脂及面漆制備方法，其提到的聚硅氧烷改性丙烯酸樹脂及其室溫固化型耐候面漆，但這類傳統(tǒng)的改性有機(jī)硅樹脂還是以溶劑型為主，須使用大量的有機(jī)溶劑稀釋以達(dá)到施工條件，無法滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求；在cn114015307a一種單組份水性丙烯酸可剝離涂料及其制備方法和應(yīng)用中，以有機(jī)硅乳液制備的水性耐高溫涂料雖然性能良好，但需要高溫長時(shí)間固化，限制了其應(yīng)用范圍。如何制備出一種水性改性有機(jī)硅樹脂，降低耐高溫涂料中揮發(fā)性有機(jī)物含量，實(shí)現(xiàn)常溫固化或自干成膜，提高機(jī)械性能、附著力，拓寬有機(jī)硅耐高溫涂料的應(yīng)用范圍已成為急需解決的問題。使用高有機(jī)硅含量的水性丙烯酸改性有機(jī)硅樹脂可以較好的解決上述問題，如cn110885630a有機(jī)硅水性耐高溫特種涂料及制備方法中，以有機(jī)硅乳液與改性丙烯酸乳液混拼制備常溫自干耐高溫涂料性能良好，但通常兩種乳液混合后穩(wěn)定性變差，相容性不好的情況下常溫自干或固化時(shí)易產(chǎn)生相分離，影響漆膜性能，另外，受乳液特性限制，漆膜光澤普遍較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，采用常規(guī)合成工藝得到相容性好的有機(jī)硅樹脂、高酸值丙烯酸樹脂，兩者共混后經(jīng)胺中和、加水高速分散后制得有機(jī)硅含量高的改性有機(jī)硅樹脂水分散體，再搭配耐高溫顏料、填料、助劑等提供一種耐高溫涂料。其原理是：合成的高酸值丙烯酸樹脂經(jīng)胺中和后的具有較強(qiáng)的乳化能力，共混液在高速攪拌下緩慢加水，用相反轉(zhuǎn)乳化技術(shù)得到狀態(tài)穩(wěn)定、有機(jī)硅含量高的改性有機(jī)硅樹脂水分散體。所用的高酸值丙烯酸樹脂具有良好的機(jī)械性能，對金屬基材有優(yōu)異的附著力，常溫自干性能優(yōu)異，彌補(bǔ)有機(jī)硅樹脂存在的缺陷；得到的改性有機(jī)硅樹脂水分散體制備的耐高溫涂料揮發(fā)性有機(jī)物含量低，可常溫自干，耐高溫性能優(yōu)異。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種改性有機(jī)硅樹脂水分散體，包括以下重量份的組分：丙烯酸樹脂200-300份、有機(jī)硅樹脂300-500份、胺中和劑5-20份、去離子水300-650份。

4、所述丙烯酸樹脂為丙烯酸（酯）單體在溶劑中經(jīng)自由基聚合方法得到，丙烯酸（酯）單體選自丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中至少四種；引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二乙基己酸叔丁酯中至少一種；溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇、100#溶劑油中至少一種。

5、所述有機(jī)硅樹脂為有機(jī)硅氧烷單體經(jīng)水解-縮聚反應(yīng)制得，有機(jī)硅氧烷單體選自甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中至少兩種，催化劑選自濃鹽酸、氫氟酸、冰醋酸中的任意兩種。

6、所述胺中和劑選自三乙胺、n,n-二甲基乙醇胺、氨水中的任意一種。

7、所述丙烯酸樹脂的制備方法如下：

8、1）將部分上述一種或幾種溶劑加入反應(yīng)釜，通氮?dú)馍郎刂?0-140℃；

9、2）將部分上述一種或幾種引發(fā)劑與丙烯酸（酯）單體、部分溶劑混合均勻后，3-5h均勻滴加入反應(yīng)釜；

10、3）滴加完成后補(bǔ)加部分引發(fā)劑，80-140℃保溫0.5-1h后再次補(bǔ)加部分引發(fā)劑，補(bǔ)加完成后在80-140℃反應(yīng)3-5h，降溫至80℃以下，加入部分溶劑調(diào)整固含量至45-55%、粘度5000-15000mpa?s、酸值20-40mgkoh/g。

11、所述有機(jī)硅樹脂的制備方法如下：

12、有機(jī)硅氧烷單體、催化劑加入反應(yīng)釜混合均勻后，緩慢加入去離子水，升溫至60-75℃水解3-5h，緩慢升溫蒸餾出有機(jī)硅氧烷水解、縮聚產(chǎn)生的醇、水，樹脂粘度達(dá)到2000-10000mpa?s、固含量達(dá)到80-95%時(shí)停止反應(yīng)。

13、所述改性有機(jī)硅樹脂水分散體的制備方法，包括以下步驟，按重量份計(jì)：

14、將200-300份丙烯酸樹脂和300-500份有機(jī)硅樹脂升溫至30-60℃，并混合均勻；在300-600r/min的攪拌速度下加入5-20份胺中和劑，中和10-30min；將轉(zhuǎn)速調(diào)至800-1200r/min，緩慢加入300-650份去離子水，加入時(shí)間為0.5-2h；去離子水加完后，在800-1200r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)分散0.5-1.5h；分散完成后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至200-400r/min繼續(xù)攪拌2h，消除分散時(shí)產(chǎn)生的氣泡，并用去離子水將固含量調(diào)整至35-45%、粘度≤1000mpa?s。

15、一種涂料，包括以下重量份的組分：所述改性有機(jī)硅樹脂水分散體30-50份、水性色漿30-50份、byk333潤濕流平劑0.1-0.3份、德謙fa179防閃銹劑0.2-0.5份、gel0620增稠劑0.1-0.5份、乙二醇單丁醚0-3份。

16、所述水性色漿按以下重量份的組分經(jīng)研磨得到：去離子水20-40份、乙二醇單丁醚1-5份、byk190分散劑1-4份、byk016消泡劑0.1-0.3份、銅鉻黑5-20份、玻璃粉5-20份、滑石粉10-30份、云母粉10-30份。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的改性有機(jī)硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用有以下優(yōu)點(diǎn)：

18、利用高酸值丙烯酸樹脂對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行共混改性，經(jīng)胺中和、高速分散后得到改性有機(jī)硅樹脂水分散體，制備方法簡單，可靈活調(diào)整有機(jī)硅樹脂用量適應(yīng)不同的耐溫的要求；改性后的有機(jī)硅樹脂水分散體漆膜具有良好的機(jī)械性能，光澤高，對金屬基材有優(yōu)異的附著力，常溫自干性能好，彌補(bǔ)了單獨(dú)的有機(jī)硅樹脂固化溫度高、機(jī)械性能差的缺陷，拓寬有機(jī)硅耐高溫涂料的應(yīng)用范圍；應(yīng)用于耐高溫涂料時(shí)極大地降低了揮發(fā)性有機(jī)物的排放，涂膜耐溫性能優(yōu)異。

技術(shù)特征：

1.一種改性有機(jī)硅樹脂水分散體，其特征在于，包括以下重量份的組分：丙烯酸樹脂200-300份、有機(jī)硅樹脂300-500份、胺中和劑5-20份、去離子水300-650份；所述丙烯酸樹脂為丙烯酸（酯）單體在溶劑中經(jīng)自由基聚合方法得到，丙烯酸（酯）單體選自丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中至少四種，引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二乙基己酸叔丁酯中至少一種，溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇、100#溶劑油中至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機(jī)硅樹脂水分散體，其特征在于，所述有機(jī)硅樹脂為有機(jī)硅氧烷單體經(jīng)水解-縮聚反應(yīng)制得，有機(jī)硅氧烷單體選自甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中至少兩種，催化劑選自濃鹽酸、氫氟酸、冰醋酸中的任意兩種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機(jī)硅樹脂水分散體，其特征在于，所述胺中和劑選自三乙胺、n,n-二甲基乙醇胺、氨水中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機(jī)硅樹脂水分散體，其特征在于，所述丙烯酸樹脂的制備方法如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性有機(jī)硅樹脂水分散體，其特征在于，所述有機(jī)硅樹脂的制備方法如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的改性有機(jī)硅樹脂水分散體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，按重量份計(jì)：

7.一種涂料，其特征在于，包括以下重量份的組分：權(quán)利要求6所述方法制備的改性有機(jī)硅樹脂水分散體30-50份、水性色漿30-50份、byk333潤濕流平劑0.1-0.3份、德謙fa179防閃銹劑0.2-0.5份、gel0620增稠劑0.1-0.5份、乙二醇單丁醚0-3份。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂料，其特征在于，所述水性色漿按以下重量份的組分經(jīng)研磨得到：去離子水20-40份、乙二醇單丁醚1-5份、byk190分散劑1-4份、byk016消泡劑0.1-0.3份、銅鉻黑5-20份、玻璃粉5-20份、滑石粉10-30份、云母粉10-30份。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及樹脂涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性有機(jī)硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用，所述改性有機(jī)硅樹脂水分散體按以下重量份的組分經(jīng)高速分散得到：高酸值丙烯酸樹脂200?300份、有機(jī)硅樹脂300?500份、胺中和劑5?20份、去離子水300?650份。以上述改性有機(jī)硅樹脂水分散體為成膜物質(zhì)，加入一定量水性色漿及助劑、去離子水調(diào)配成的耐高溫涂料可以常溫自干或高溫固化，可極大地降低現(xiàn)在有機(jī)硅耐高溫漆中揮發(fā)性有機(jī)物含量。漆膜具有良好的機(jī)械性能和優(yōu)異的耐高溫性能，可廣泛應(yīng)用于蒸汽管道、壁爐、大型鍋爐、煙道等耐高溫防腐領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：孟祥治,崔忠健,張洪元,劉見鵬,尹曉聰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東卡孚樂高分子材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19