一种双重改性聚硅氮烷、基于双重改性聚硅氮烷的涂料及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，涉及一种双重改性聚硅氮烷、基于双重改性聚硅氮烷的涂料及其制备和使用方法。本发明专利技术提供的双重改性聚硅氮烷的制备方法，包括以下步骤：S1、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油与聚硅氮烷混合，在催化剂存在下，反应制得乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷；S2、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷和乙二醇单醚羧酸类单体混合均匀，反应制得双重改性聚硅氮烷。基于本发明专利技术制备的双重改性聚硅氮烷的涂料具有优异的耐油防污性能，施涂在制件表面油污不易粘附或者少量粘附后极易清除；同时基于该双重改性聚硅氮烷的涂料制成的涂层具有优异的附着力，良好的硬度、耐磨等性能。耐磨等性能。耐磨等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双重改性聚硅氮烷、基于双重改性聚硅氮烷的涂料及其制备和使用方法


[0001]本专利技术属于涂料
，涉及一种双重改性聚硅氮烷、基于双重改性聚硅氮烷的涂料及其制备和使用方法。

技术介绍

[0002]日常生活中，厨房电器、餐具、塑料制品等的清洁一直以来都是用户的一大痛点，由于使用的频次高，表面会很容易粘附油污，严重影响其外在美观及使用性能。每一次清洁都要耗费大量的时间和精力，让人更头疼的是，很多顽固的油污(如抽油烟机中的油污)无法有效清理，期间又不可避免地对物品造成损坏。油污的清洁工作，让很多人对厨房望而生畏。
[0003]现有技术中很多采用的是在制件表面喷涂疏油涂层或者喷涂添加抗涂鸦助剂的涂层。前者疏油涂层的构建主要依赖涂层表面的粗糙度来达到疏油的效果，其会影响产品的美观且在清洁数次后逐渐失去疏油耐沾污性能；后者通过添加抗涂鸦助剂的方式实现疏油性能，其可在短期内具备一定的疏油耐耐沾污效果，但不具备长效性。因此急需开发一种长效疏油耐沾污性能的涂层来解决当前面临的问题。
[0004]目前对疏油耐沾污性能的涂层已经有较多的研究，如中国专利CN104212346B公开了一种疏油疏水耐沾污涂层材料的制备方法，包括如下步骤：1)预备以下质量比组分：树脂100
‑
120；抗污剂1
‑
2；消泡剂0.1
‑
0.2；流平剂0.1
‑
0.3；SiO2纳米粒子3
‑
5；二甲苯溶剂0
‑
30；稀释剂适量；2)将树脂、抗污剂、消泡剂、流平剂、二甲苯溶剂混合，用高速搅拌机混合均匀；3)加入SiO2纳米粒子高速剪切搅拌混合均匀；4)将漆浆细度磨至10
‑
20um；5)加入稀释剂调整到合适的黏度，形成疏油疏水耐沾污涂层材料；该专利技术专利制备的疏油疏水耐沾污涂层材料耐磨性能差。再如CN108329480B公开的一种改性聚硅氮烷预聚物、改性聚硅氮烷涂料及其使用方法，改性聚硅氮烷预聚物通过全氟聚醚改性得到；该改性聚硅氮烷预聚物制备得到的涂料与环境友好，与大多数基材表面有着良好的附着力，将其涂布固化形成的涂层硬度高，且具有优异的疏水疏油性、耐溶剂性、耐高温性、耐盐雾腐蚀性，柔性好，表面更爽滑等；但是该专利技术专利的缺陷是其耐沾油污性能较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种双重改性聚硅氮烷、双重改性聚硅氮烷的制备方法、基于双重改性聚硅氮烷的涂料及其制备方法和使用方法，基于双重改性聚硅氮烷的涂料具有优异的耐油防污性能及良好硬度和耐磨性能，且使用方法简单。
[0006]本专利技术第一个方面提供了一种双重改性聚硅氮烷，由包括以下重量份的原料制备而成：
[0007]乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷：100～120份；
[0008]乙二醇单醚羧酸类单体：0.1～3.0份。
[0009]乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷为乙烯基全氟聚醚改性的聚硅氮烷或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷。
[0010]乙烯基全氟聚醚的结构通式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：
[0011][0012]式Ⅰ和式Ⅱ中，式中的m、n、p和q分别独立的为0～200的整数，m、n、p和q之和至少为1，标注m、n、p和q的括号内的重复单元的存在顺序在式中是任意的；
[0013]式Ⅱ中的S表示F或含氟的烷烃，可独立、多个或同时连接在m、n、p和q的括号内的重复单元上；
[0014]式Ⅰ和式Ⅱ中的R
f
表示
‑
CH
‑
CH2或者
‑
CH＝CHR等，其中R表示小分子烷烃、硅烷或含氟硅烷化合物。
[0015]聚硅氮烷的结构通式如式Ⅲ所示：
[0016][0017]其中，n＝3～600，R1和R2为H、CH3中的任意一种，可相同或不同。
[0018]乙烯基类硅油为乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油，作为优选，乙烯基类硅油中乙烯基含量为0.08～5wt％，粘度(25℃)为50～100000cp。含氟乙烯基硅油中氟元素质量分数小于36.5％，优选为5～36.5％。
[0019]作为优选，所述乙二醇单醚羧酸类单体为乙二醇单甲醚丙酸、二乙二醇单甲醚丙酸、五乙二醇单甲醚丙酸或4,7,10,13
‑
四氧杂十四烷酸中的一种或多种。
[0020]本专利技术第二个方面提供了一种双重改性聚硅氮烷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0021]S1、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油与聚硅氮烷混合，在催化剂存在下，反应制得乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷；
[0022]S2、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷和乙二醇单醚羧酸类单体混合均匀，反应制得双重改性聚硅氮烷。
[0023]作为优选，步骤S1中，按重量份数计，乙烯基全氟聚醚1～40份，乙烯基类硅油0.4
～10份，聚硅氮烷80～200份，催化剂0.0002～0.002份。
[0024]作为优选，步骤S1中，所述催化剂为卡斯特催化剂。
[0025]作为优选，步骤S1中，反应于75～90℃下进行2～6h。
[0026]作为优选，步骤S2中，当乙二醇单醚羧酸类单体为乙二醇单甲醚丙酸、二乙二醇单甲醚丙酸、4,7,10,13
‑
四氧杂十四烷酸中的一种或多种时，反应于15～40℃下进行1～3h；当乙二醇单醚羧酸类单体为五乙二醇单甲醚丙酸时，反应于60～80℃下进行1～3h。
[0027]乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷中的
‑
NH和乙二醇单醚羧酸类单体中的
‑
COOH反应，在乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷上再次引入疏水疏油型有机链段，从而获得疏水和疏油效果更佳优异的双重改性聚硅氮烷。
[0028]以二乙二醇单甲醚丙酸为例，双重改性聚硅氮烷的反应过程如下所示：
[0029][0030]其中，R3为H、CH3中的任意一种，R4为乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油。
[0031]本专利技术第三个方面提供了一种基于双重改性聚硅氮烷的涂料，包括以下重量份组分：
[0032]双重改性聚硅氮烷：20～38份；
[0033]稀释剂：60～78份；
[0034]流平剂：0.1～0.3份；
[0035]纳米氧化铝分散液：0.2～3.0份。
[0036]作为优选，所述稀释剂为正辛烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚、环己烷、甲基环己烷、D40溶剂油、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、二乙二醇丁醚醋酸酯中一种或多种。
[0037]所述流平剂列举为迪高Tego 410、迪高Tego 420、迪高Tego 432、迪高Tego 440、斯洛柯Silok 350、斯洛柯Silok 351等。
[0038]作为优选，纳米氧化铝分散液为纳米氧化铝分散于有机溶剂形成，有机溶剂列举为乙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双重改性聚硅氮烷，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷：100～120份；乙二醇单醚羧酸类单体：0.1～3.0份。2.根据权利要求1所述的双重改性聚硅氮烷，其特征在于，所述乙二醇单醚羧酸类单体为乙二醇单甲醚丙酸、二乙二醇单甲醚丙酸、五乙二醇单甲醚丙酸或4,7,10,13
‑
四氧杂十四烷酸中的一种或多种。3.一种如权利要求1所述的双重改性聚硅氮烷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油与聚硅氮烷混合，在催化剂存在下，反应制得乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷；S2、将乙烯基全氟聚醚或乙烯基类硅油改性的聚硅氮烷和乙二醇单醚羧酸类单体混合均匀，反应制得双重改性聚硅氮烷。4.根据权利要求3所述的双重改性聚硅氮烷的制备方法，其特征在于，步骤S1中，反应于75～90℃下进行2～6h。5.根据权利要求3所述的双重改性聚硅氮烷的制备方法，其特征在于，步骤S2中，当乙二醇单醚羧酸类单体为乙二醇单甲醚丙酸、二乙二醇单甲醚丙酸、4,7,10,13
‑
四氧杂十四烷酸中的一种或多种时，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊绍彦，申会员，何洋，张志成，秦强强，
申请(专利权)人：宁波公牛电器有限公司，
类型：发明
国别省市：