硅烷改性聚合物、其合成方法及采用其制备防水涂料的方法技术

本发明专利技术属于硅烷改性聚合物技术领域，具体涉及一种硅烷改性聚合物、其合成方法及采用其制备防水涂料的方法。所述的硅烷改性聚合物，其结构为P

【技术实现步骤摘要】
硅烷改性聚合物、其合成方法及采用其制备防水涂料的方法


[0001]本专利技术属于硅烷改性聚合物
，具体涉及一种硅烷改性聚合物、其合成方法及采用其制备防水涂料的方法。

技术介绍

[0002]MS胶全名改性硅烷密封胶，因其对坏境和人体亲和等突出的环保特性，被誉为密封胶家族的“新贵”，并被广大同行业人士所熟知和广泛采用。
[0003]MS胶的基础树脂便是硅烷改性聚合物，目前硅烷改性聚合物的种类有硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚两大类，三大合成路线。
[0004]硅烷改性聚氨酯就是利用聚丙二醇(PPG)聚醚二元醇与二异氰酸酯按一定比例反应，得到
‑
NCO基团封端的聚氨酯预聚体，然后利用氨基硅烷封端，得到的硅烷改性聚合物，或者是利用聚丙二醇(PPG)聚醚二元醇与二异氰酸酯按一定比例反应，得到
‑
OH基团封端的聚氨酯预聚体，然后利用异氰酸酯基硅烷封端，得到的硅烷改性聚合物，这两种路线合成的硅烷改性聚合物均或多或少，且难免含有氨基甲酸酯基(
‑
NHCO
‑
)，而基团里碳
‑
氮键C
‑
N的键能是284KJ/mol，碳
‑
氧键C
‑
O键能339KJ/mol，碳
‑
碳键C
‑
C的键能是348KJ/mol，而中强紫外线300nm为398KJ/mol，因此其耐热，耐紫外线，耐老化性能差，且粘度极大，吃粉量小。
[0005]硅烷改性聚醚就是利用聚丙二醇(PPG)聚醚二元醇进行双键封端形成端双键的封端聚醚，再按一定比例用氢硅烷进行封端而成。目前仅有日本钟渊化学和旭硝子采用此法，而此法的弊端是反应步骤较多，危化品多，成本高，并且首先必须要能合成8000g/mol
‑
20000g/mol的PPG聚醚二元醇，其次高分子量的聚醚二元醇难以封端，且封端率极低，一般采用二氯甲烷进行扩链，而这这种路线合成的硅烷改性聚合物主链为
‑
C
‑
O
‑
C
‑
的聚醚结构，基团里碳
‑
氧键C
‑
O键能339KJ/mol，碳
‑
碳键C
‑
C的键能是348KJ/mol，而中强紫外线300nm为398KJ/mol，因此其耐热，耐紫外线，耐老化性能也相对较差。

技术实现思路

[0006]术语定义：
[0007]如专利技术所使用，术语“硅氢含量”是指化合物中的Si
‑
H中氢占化合物分子量(聚合物则为其数均分子量)的质量百分比，以％表示。
[0008]术语“双键含量”是指单位质量化合物中的碳碳双键C＝C的摩尔数，以mmol/g表示。
[0009]如本专利技术所使用，术语“熟化”是指在物料加完后继续维持反应条件继续反应。
[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硅烷改性聚合物，不含异氰酸酯或异氰酸酯基团，具有环保无污染、粘度低，耐热，耐紫外线和耐老化性优异的特点。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供一种硅烷改性聚合物的合成方法，该方法不仅步骤简单，易操作，而且环保无污染。
[0012]本专利技术的另一个目的在于提供一种硅烷改性聚合物制备防水涂料的的方法，该方
法制备步骤简单，且制得的涂料拉伸强度高，断裂伸长率高，耐碱，耐盐，耐热，耐老化性好。
[0013]本专利技术所采取的技术方案是：
[0014]所述的硅烷改性聚合物，其结构如(I)所示
[0015]P
‑
[(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R3(3
‑
b)]c
…………………………………
式(I)
[0016]式(I)中：
[0017]R1代表氢原子或单价的1至10个碳原子的直链或者支链的烃基或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃或者为6至14个碳原子的芳香烃基团；
[0018]R2代表单价的1至4个碳原子的烃基部分，优选为甲基或乙基；
[0019]R3代表单价的1至10个碳原子的烃基部分，优选为甲基或乙基；
[0020]a为1至10的整数，优选为1至4的整数，更加优选为1或3；
[0021]b为1或2或3，优选为2或3；
[0022]c≥1，是指P中与
‑
[(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
]连接的基团的官能度；
[0023]P代表经由碳、氮、氧或者硫原子连接的c价聚合物主链部分或者包含有与烷氧基硅
‑
(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
相连接的基团部分。
[0024]所述的硅烷改性聚合物，其结构特征就在于P的结构。
[0025]所述的硅烷改性聚合物的合成方法，包括以下步骤：
[0026]S1：在第一温度下，将端氢硅油和端双键化合物混合，在真空条件下对混合物体系进行负压脱水，得到第一反应混合物；
[0027]S2：在第二温度下，加入铂金属催化剂、反应一定时间，混合物变为澄清，得到第二反应混合物；
[0028]S3：在第三温度下，在第二反应混合物中加入氢硅烷封端剂，反应一定时间，混合物变为澄清，即得硅烷改性聚合物。
[0029]所述的端氢硅油的的结构如下：
[0030][0031]式(Ⅱ)中：m＝0，1，2，
……
270；
[0032]硅氢含量：1.49％～0.01％。
[0033]所述的端双键化合物的结构如下：
[0034]H2C＝CH
‑
(CR
42
)
n
‑
CH＝CH2…………………………
式(Ⅲ)
[0035]式(Ⅲ)中：
[0036]n＝0，1，2，
……
900；
[0037]双键含量：37.04mmol/g～0.167mmol/g；
[0038]‑
R4在每次出现时可以是相同的也可以是不同的，并且代表氢原子或单价的1至4个碳原子的直链或者支链的烃基或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃或者为6至14个碳原子的芳香烃基团，或者为双键基团；优选为氢原子或甲基，更加优选为氢原子。
[0039]所述的氢硅烷封端剂结构如下：
[0040]H
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
………………………………
式(Ⅳ)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅烷改性聚合物，其特征在于，其结构如(I)所示P
‑
[(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R3(3
‑
b)]
c
…………………………………
式(I)式(I)中：R1代表氢原子或单价的1至10个碳原子的直链或者支链的烃基或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃或者为6至14个碳原子的芳香烃基团；R2代表单价的1至4个碳原子的烃基部分；R3代表单价的1至10个碳原子的烃基部分；a为1至10的整数；b为1或2或3；c≥1，是指P中与
‑
[(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
]连接的基团的官能度；P代表经由碳、氮、氧或者硫原子连接的c价聚合物主链部分或者包含有与烷氧基硅
‑
(CR
12
)
a
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
相连接的基团部分。2.根据权利要求1所述的硅烷改性聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在第一温度下，将端氢硅油和端双键化合物混合，在真空条件下对混合物体系进行负压脱水，得到第一反应混合物；S2：在第二温度下，加入铂金属催化剂、反应一定时间，混合物变为澄清，得到第二反应混合物；S3：在第三温度下，在第二反应混合物中加入氢硅烷封端剂，反应一定时间，混合物变为澄清，即得硅烷改性聚合物。3.根据权利要求2所述的硅烷改性聚合物的合成方法，其特征在于，所述的端氢硅油的的结构如下：式(Ⅱ)中：m＝0，1，2，
……
270；硅氢含量：1.49％～0.01％。4.根据权利要求2所述的硅烷改性聚合物的合成方法，其特征在于，所述的端双键化合物的结构如下：H2C＝CH
‑
(CR
42
)
n
‑
CH＝CH2………………………
式(Ⅲ)式(Ⅲ)中：n＝0，1，2
……
900；双键含量：37.04mmol/g～0.167mmol/g；
‑
R4为氢原子或单价的1至4个碳原子的直链或者支链的烃基或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃或者为6至14个碳原子的芳香烃基团，或者为双键基团。5.根据权利要求2所述的硅烷改性聚合物的合成方法，其特征在于，所述的氢硅烷封端剂结构如下：H
‑
Si(OR2)
b
R
3(3
‑
b)
…………………...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂天平，徐军，徐磊，刘忠玉，
申请(专利权)人：上海东大化学有限公司，
类型：发明
国别省市：