一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法技术

本申请涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料由羟基丙烯酸树脂5

An aqueous one component baking polysiloxane coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及涂料
，更具体地说，它涉及一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属板幕墙由金属板做的面板与支承结构体系组成的一种建筑外墙装饰性结构。金属板幕墙中，常用的金属板有铝单板、铝塑复合板和铝蜂窝板等。为了提高金属板幕墙的装饰性和耐久性等性能，会在金属板上涂装各种涂料，例如溶剂型氟碳涂料、粉末涂料和烘烤型聚硅氧烷涂料等。其中，由于烘烤型聚硅氧烷涂料是用水作为溶剂或分散介质的涂料，其VOC含量较少，环保性能较高，因此烘烤型聚硅氧烷涂料具有广泛的应用市场。
[0003]由于水的沸点高、比热高，挥发速度相对较慢，所以温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的涂装质量具有显著的影响。相关文献中记载，烘烤型聚硅氧烷涂料的温度在5
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35℃时，具有比较理想的粘度，不仅便于施工，还有利于提高烘烤型聚硅氧烷涂料在基材上的附着力。
[0004]针对上述中的相关技术，在温度较低的冬季，施工温度一般低于5℃，导致涂料的粘度会增高，为了满足烘烤型聚硅氧烷涂料的施工要求，需要对涂料进行预热，因此存在烘烤型聚硅氧烷涂料施工复杂的问题。

技术实现思路

[0005]为了提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性，本申请提供一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料及其制备方法。
[0006]本申请的技术原理为：在烘烤的条件下，交联剂可促进聚硅烷预聚体、羟基丙烯酸树脂反应而固化成膜。聚硅氧烷预聚体中，通过硅烷封端剂控制烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，然后特定分子量的硅醇化合物在二氧化硅溶胶中发生脱水缩合反应，生成Si
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O
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Si键而结合在二氧化硅颗粒表面，形成具有三维网络结构的聚硅烷预聚体。由于Si
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O
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Si中键合有大量的羟基，所以在聚硅烷预聚体表面具有较多的羟基，聚硅烷预聚体部分的羟基可与羟基丙烯酸树脂反应。因此，交联剂与引入羟基丙烯酸树脂的聚硅烷预聚体表面的羟基反应，并固化形成有机
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无机高分子涂层。
[0007]第一方面，本申请提供一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，采用如下的技术方案：一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，由如下重量百分比的原料组成：羟基丙烯酸树脂5
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13％；聚硅氧烷预聚体25
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50％；填料1
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3％；去离子水5
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10％；溶剂1
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6％；功能助剂13
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31％；
交联剂0
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10％；所述聚硅氧烷预聚体，由如下重量百分比的原料组成：纳米二氧化硅溶胶20
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60％；烷氧基硅烷20
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60％；硅烷封端剂10
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30％。
[0008]进一步的，所述功能助剂，由溶剂、消光粉、颜料、消泡剂和分散剂混合组成。
[0009]进一步的，所述填料为氧化铝、碳化硅、晶须硅、高岭土和碳酸钙中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述溶剂为无水乙醇或异丙醇。
[0011]通过采用上述技术方案，由于采用纳米二氧化硅溶胶、烷氧基硅烷和硅烷封端剂进行复配，先采用硅烷封端剂控制烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，然后特定分子量的硅醇化合物在纳米二氧化硅溶胶中发生脱水缩合反应，生成Si
‑
O
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Si键而结合在纳米二氧化硅颗粒表面，形成具有三维空间网络结构的聚硅烷预聚体。
[0012]首先，键合在纳米二氧化硅颗粒表面的Si
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O
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Si键阻止了纳米二氧化硅颗粒的进一步生长和团聚，降低所得聚硅烷预聚体的分子量，提高聚硅烷预聚体的分散程度，从而提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性，并可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况。
[0013]其次，烷氧基硅烷水解生成的特定分子量的硅醇化合物，可提高所得聚硅烷预聚体与基材表面的羟基反应的能力，有利于提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的附着力。所以金属基材表面只需要常规打磨及酸洗钝化处理便可施工涂膜，有效改善了常规聚硅氧烷涂料需要用金刚砂将基材表面进行喷砂的粗糙化处理，极大提高了生产效率，降低了涂料施工复杂程度，并节约了施工成本，减少能耗及喷砂所产生的空气粉尘污染。
[0014]再次，三维空间网络结构的聚硅烷预聚体上引入固含量高、粘度低的羟基丙烯酸树脂，不仅可提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和附着力；还可提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的影响，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的冻融稳定性。同时，引入羟基丙烯酸树脂的聚硅烷预聚体与交联剂发生反应固化的过程中，可形具有特定支撑结构的有机
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无机高分子涂层，从而提高所得涂层的硬度、耐冲击强度和耐冷热温变性，使得涂料更适合在条件苛刻的户外环境种使用，有效提升了涂料的使用寿命。
[0015]因此，本申请采用特定配比的纳米二氧化硅溶胶、烷氧基硅烷和硅烷封端剂进行复配所得聚硅烷预聚体，与羟基丙烯酸树脂反应后，可与交联剂固化形成有机
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无机高分子涂层，具有降低所得烘烤型聚硅氧烷涂料粘度，提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料冻融稳定性、储存稳定性、附着力、保水性、硬度和韧性的效果。同时，可减少储存温度对烘烤型聚硅氧烷涂料粘度的影响，可有效改善烘烤型聚硅氧烷涂料在低温储存条件下粘度的上升的情况。也即，减少了需要对烘烤型聚硅氧烷涂料进行加热的步骤，提高烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。
[0016]优选的，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的两种或多种。
[0017]优选的，所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成，所述甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙
烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量比为(5
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10):(1
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5):(1
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5):(1
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5)。
[0018]通过采用上述技术方案，由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成的烷氧基硅烷，可提高所得聚硅烷预聚体三维空间网络结构的稳定性。当结构稳定的聚硅烷预聚体与羟基丙烯酸树脂反应后，可在烘烤型聚硅氧烷涂料中形成结构稳定的骨架，不仅可提高烘烤型聚硅氧烷涂料中各原料的分散性和相容性，还可提高所得烘烤型聚硅氧烷涂料的保水性，有利于减少温度对烘烤型聚硅氧烷涂料的影响，提高烘烤型聚硅氧烷涂料的储存稳定性和冻融稳定性，也因此提高了烘烤型聚硅氧烷涂料施工的便捷性。
[0019]优选的，所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：羟基丙烯酸树脂 5
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13%；聚硅氧烷预聚体 25
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50%；填料 1
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3%；去离子水 5
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10%；溶剂 1
‑
6%；功能助剂 13
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31%；交联剂 0
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10%；所述聚硅氧烷预聚体，由如下重量百分比的原料组成：纳米二氧化硅溶胶 20
‑
60%；烷氧基硅烷 20
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60%；硅烷封端剂 10
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30%。2.根据权利要求1所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的两种或多种。3.根据权利要求2所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：所述烷氧基硅烷由甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷混合组成，所述甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的重量比为(5
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10):(1
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5):(1
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5):(1
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5)。4.根据权利要求3所述的水性单组份烘烤型聚硅氧烷涂料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，李力锋，孙鹏，盛雷，张亚莉，潘东强，陈德义，
申请(专利权)人：上海宜瓷龙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：