一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法，涉及涂料技术领域。无溶剂无机纳米硅树脂原材料有如下质量份配比来实现的：硅溶胶20

【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体为一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。
[0003]随着无机陶瓷涂料的发展和推广应用，现有技术中利用溶胶和凝胶合成技术制备一些无机陶瓷涂料、纳米水性无机陶瓷涂料等新品种涂料。目前现有技术生产的无机陶瓷涂料都存在着施工使用操作繁琐，需要一定的熟化时间，产品性能不稳定，韧性差，容易爆瓷开裂，生产调色时间长，虽然是水性无机纳米陶瓷涂料但在熟化以后有大量的醇类放出并不环保。因此无机陶瓷涂料只能应用在较小的特定领域，得不到大规模的推广应用，关键是问题出在基础成膜物无机纳米硅树脂上。由于无机纳米硅树脂对无机陶瓷涂料的基础性能起决定性作用；鉴于此，我们提出了一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法，解决了上述
技术介绍
提到的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种无溶剂无机纳米硅树脂，包括纳米硅树脂原材料，所述纳米硅树脂原材料由如下质量份配比来实现的：
[0008]硅溶胶20
‑
40份；盐酸适量；羟基磷灰石溶胶20
‑
40份；单宁酸3
‑
5份；烷基硅烷80
‑
200份；硅烷偶联剂1
‑
5份；增韧剂2
‑
6份；羟基硅油5
‑
10份；催化剂2
‑
3份。
[0009]优选的，所述硅溶胶为水分散性硅溶胶，其固含量为30％
‑
40％，粒径为 5nm
‑
20nm范围内。
[0010]优选的，所述羟基磷灰石溶胶为水分散性纳米羟基磷灰石，其固含量为 30％，直径为10
‑
20nm,长度为80
‑
100nm，采用了羟基磷灰石溶胶，羟基磷灰石具有纳米纤维状结构，硬度比较高，并且纳米羟基磷灰石表面有羟基能与硅羟基发生缩合反应，能很均匀的分布在无机纳米树脂当中，能有效的提高无机纳米树脂成膜后的硬度、耐磨性和抗冲击能力。
[0011]优选的，所述盐酸为分析纯为36％的盐酸，所述单宁酸为工业级单宁酸。
[0012]优选的，所述增韧剂为硅烷改性聚醚主要为瓦克的STP
‑
E10、XB
‑
502和 XT
‑
50其中的一种或多种复配物，采用STP
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E10、XB
‑
502和XT
‑
50作为增韧剂，该材料为硅烷改性聚氨酯或聚醚，是一种直链结构具有较好的弹性，并且都是α硅烷改性的，具有和烷基硅烷相近的反应速率，在合成的分子中位置分散比较平均，有利于增强柔韧度。
[0013]优选的，所述羟基硅油为羟基含量为7
‑
8％的羟基硅油；所述催化剂为钛酸丙二醇
酯乙酰乙酸乙酯螯合物、二(乙酰丙酮)钛酸二异丙酯其中的一种。
[0014]优选的，所述烷基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷和异丁基三乙氧基硅烷其中的一种或多种复配物。
[0015]优选的，所述硅烷偶联剂为3
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3
‑
缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3
‑
缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷其中的一种或多种复配物。
[0016]一种无溶剂无机纳米硅树脂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0017]S1、将硅溶胶加入反应器中并用盐酸调PH值至2
‑
4，然后向反应器中加入单宁酸，搅拌至单宁酸全部溶解。
[0018]S2、取与硅溶胶等质量的烷基硅烷加入反应器中进行搅拌反应，且搅拌反应的时间为0.5
‑
1.0小时。
[0019]S3、将羟基磷灰石溶胶加入反应器中，搅拌至全部均匀。
[0020]S4、将硅烷偶联剂、增韧剂、羟基硅油和剩余的烷基硅烷混合均匀。
[0021]S5、将混合均匀的物料加入以上反应器中回流反应2
‑
3h。
[0022]S6、真空蒸馏出低沸物，测定不挥发物含量大于96％以上即可停止。
[0023]S7、降温至环境温度后加入催化剂搅拌均匀，并对混合后的产物进行过滤，过滤后的产物为一种单组分无溶剂无机纳米硅树脂，并对产物进行称重包装。
[0024](三)有益效果
[0025]本专利技术提供了一种无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法。具备以下有益效果：
[0026](1)、该无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法，采用了分步等量水解烷基硅烷方法，这有利于平衡与其他反应物的竞聚速率，生产制备过程中不会凝胶，制备的分子具有较好的嵌段规整度。采用了STP
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E10、XB
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502和XT
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50 作为增韧剂，该材料为硅烷改性聚氨酯或聚醚，是一种直链结构具有较好的弹性，并且都是α硅烷改性的，具有和烷基硅烷相近的反应速率，在合成的分子中位置分散比较平均，有利于增强柔韧度。
[0027](2)、该无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法，采用了以烷氧基封端的模式结束反应，使反应产物的分子量易于控制，可制备出粘度低、无溶剂环保的无机纳米硅树脂。由于是烷氧基封端所以合成的产物具有较好的储存性。采用了羟基磷灰石溶胶，羟基磷灰石具有纳米纤维状结构，硬度比较高，并且纳米羟基磷灰石表面有羟基能与硅羟基发生缩合反应，能很均匀的分布在无机纳米树脂当中，能有效的提高无机纳米树脂成膜后的硬度、耐磨性和抗冲击能力，可有效的弥补增韧而带来硬度低的缺陷。
[0028](3)、该无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法，采用了硅烷偶联剂、羟基硅油和单宁酸同时作为增强无机纳米硅树脂与底材或面涂的附着力，硅烷偶联剂本身参与无机纳米硅树脂的合成反应，可以起到增强无机纳米硅树脂与面漆之间的层间附着力。羟基硅油和单宁酸也参与无机纳米硅树脂的合成反应，羟基硅油可以降低无机纳米硅树脂的表面张力，使无机纳米硅树脂的渗透性增强，单宁酸能与多种金属离子络合，这两种作用可以增强无机纳米硅树脂与金属底材的附着力。
[0029](4)、该无溶剂无机纳米硅树脂及其制备方法合成的无机纳米硅树脂由于分子量小、粘度低、表面张力低又具有可反应的烷氧基，所以对混凝土具有很强渗透性和很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂无机纳米硅树脂，包括无溶剂无机纳米硅树脂原材料，其特征在于：所述无溶剂无机纳米硅树脂原材料由如下质量份配比来实现的：硅溶胶20
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40份；盐酸适量；羟基磷灰石溶胶20
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40份；单宁酸3
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5份；烷基硅烷80
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200份；硅烷偶联剂1
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5份；增韧剂2
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6份；羟基硅油5
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10份；催化剂2
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3份。2.根据权利要求1所述的一种无溶剂无机纳米硅树脂，其特征在于：所述硅溶胶为水分散性硅溶胶，其固含量为30％
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40％，粒径为5nm
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20nm范围内。3.根据权利要求1所述的一种无溶剂无机纳米硅树脂，其特征在于：所述羟基磷灰石溶胶为水分散性纳米羟基磷灰石，其固含量为30％，直径为10
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20nm,长度为80
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100nm。4.根据权利要求1所述的一种无溶剂无机纳米硅树脂，其特征在于：所述盐酸为分析纯为36％的盐酸，所述单宁酸为工业级单宁酸。5.根据权利要求1所述的一种无溶剂无机纳米硅树脂，其特征在于：所述增韧剂为硅烷改性聚醚主要为瓦克的STP
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E10、XB
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502和XT
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50其中的一种或多种复配物。6.根据权利要求1所述的一种无溶剂无机纳米硅树脂，其特征在于：所述羟基硅油为羟基含量为7
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8％的羟基硅油；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利伟，范军花，
申请(专利权)人：石家庄戴克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：