一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂制造技术

本发明专利技术涉及一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂。该树脂为一种组合物，其组份之一是一种环氧树脂，组份之二是一种脂肪族缩水甘油醚，组份之三是一种带有乙氧基官能团的低分子量聚硅氧烷，组份之四是一种有机膦酸。本发明专利技术制备带有乙氧基官能团的聚硅氧烷时，以脂肪族缩水甘油醚为溶剂，从而控制聚硅氧烷的分子量。有机膦酸则使该树脂组合物在室温下吸湿固化。该树脂组合物可制成无溶剂、单组份涂料，固化后涂膜兼具环氧树脂涂膜和聚硅氧烷涂膜的优点，特别是对钢材有优良的附着力，并具优异的防腐性和耐候性。该树脂组合物可用于作底漆和面漆的基体树脂。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂。该树脂为一种组合物，其组份之一是一种环氧树脂，组份之二是一种脂肪族缩水甘油醚，组份之三是一种带有乙氧基官能团的低分子量聚硅氧烷，组份之四是一种有机膦酸。本专利技术制备带有乙氧基官能团的聚硅氧烷时，以脂肪族缩水甘油醚为溶剂，从而控制聚硅氧烷的分子量。有机膦酸则使该树脂组合物在室温下吸湿固化。该树脂组合物可制成无溶剂、单组份涂料，固化后涂膜兼具环氧树脂涂膜和聚硅氧烷涂膜的优点，特别是对钢材有优良的附着力，并具优异的防腐性和耐候性。该树脂组合物可用于作底漆和面漆的基体树脂。【专利说明】一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂
本专利技术涉及一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂。该树脂为环氧树脂与含特定活性官能团的低分子量聚硅氧烷的组合物，该树脂可以用于制备单组份、无溶剂、可室温固化的环氧聚硅氧烷涂料。该涂料固化后，其涂膜兼具环氧树脂涂膜和聚硅氧烷涂膜的优点，特别是对钢材有优良的附着力，并具优异的防腐性和耐候性。
技术介绍
硅树脂因为成膜后具有优良的耐候性、耐热性和耐化学品性，广泛用于多种领域。硅树脂的烷氧基低聚物以硅氧烷基S1-OR封端，可在室温下实现潮固化。正因为如此，其常用于制备无溶剂涂料。尽管由于硅氧烷低聚物因其三维交联结构而具有很高的表面硬度，但其面临的问题是，作为涂料时偶尔会因柔韧性不足而出现开裂现象。而且，由于硅树脂中分子间作用力较弱，所以不能完全固化，从而导致漆膜抗溶剂性能较差。另一个问题是其对底材比如钢板的附着力不好。以液态双酚型环氧树脂为基料的环氧组合物，与固化剂比如多元胺和聚酰胺组成的体系固化后具有优良的附着力和防腐性能，从而有着广泛的应用。但是其存在着耐候性不佳的问题。为充分发挥硅树脂的优点并克服其缺点，可对其进行改性。一般地，改性有机硅树脂有以下几种途径:1.冷拼法，即用有机树脂跟硅树脂冷拼混合。此法工艺简单，但是由于环氧树脂和硅树脂的相容性太差，两相界 面张力过大，会出现相分离现象，所以改性效果不好。2.过渡法，即在上述混合物中加入具有过渡相功能的第三组分高分子共聚物，如硅烷偶联剂等，硅烷偶联剂在混合物中同时发挥物理和化学两方面的作用，此法效果好于冷拼。3.化学法，即在适当的条件下，将带有活性基团(如羟基)的有机树脂与有机硅低聚物中的羟基、烷氧基或者不饱和烃基进行缩聚反应制得改性有机硅。本专利技术旨在弥补上述缺点，将环氧树脂和烷氧基低聚物结合起来，提供一种环氧聚硅氧烷组合物。以该组合物为基体树脂可制得无溶剂、单组份、可室温固化的防腐涂料。该涂料可在室温下经湿气催化固化成膜，固化膜兼具环氧树脂涂料和聚硅氧烷涂料的特点，特别是对钢材有优良的附着力，并具有优异的防腐性和耐候性。美国专利US5317046涉及一种水性聚酰胺-环氧-有机硅三元化合物涂料，该涂料具有良好的韧性、硬度和防腐性能，VOC含量低，可空气固化，但是不适合用于防腐。日本专利JP10-509195A涉及一种环氧树脂、聚硅氧烷、有机硅氧烷、氨基硅烷和有机锡催化剂的混合物。日本专利JP2000-345104A描述了一种涂料组合物，其包括环氧树脂反应物、含羧基的化合物、含特定硅氧烷基的有机硅氧烷和氨基化合物。但是这些涂料粘度很高，使用时须用溶剂稀释，而且为双组份，使用时须现场搅拌混合。Kan-yeh Huang等以3_缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷作偶联剂，通过溶胶-凝胶法由环氧树脂和硅胶制成一种杂化涂料，该涂料具优异的防腐性能。但是杂化涂料各组分若不能协调固化，涂膜表面会出现桔皮现象，从而导致板面效果不好，而且防腐性能也会大大下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂。该树脂为环氧树月旨、含特定烷氧基团的低分子量聚硅氧烷以及有机膦酸的组合物，该树脂可以用于制备单组份、无溶剂环氧聚硅氧烷涂料。该涂料可在室温或者加热的条件下固化，固化后其涂膜兼具环氧树脂涂膜和聚硅氧烷涂膜的优点，特别是对钢材有优良的附着力，并具优异的防腐性和耐候性。本专利技术提供的环氧聚硅氧烷树脂包括:①一种环氧树脂，其环氧当量为100-1000 ；②一种脂肪族缩水甘油醚，其环氧当量为100-500 ；③一种带乙氧基官能团的有机硅氧烷低聚物，其聚合单体为甲基乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷的混合物；④一种有机膦酸，其化学通式为:R-PO(OH)2其中，R为至少 含有一个羧基-COOH的含碳原子的基团。在该环氧聚硅氧烷树脂中，环氧树脂占10-50%重量分，脂肪族缩水甘油醚占10-20%重量分，有机硅氧烷低聚物占10-60%重量分，有机膦酸占0.5-5%重量分。如果利用该树脂制成防腐涂料，则颜填料用量可为涂料总重量的10-50%。适用于该环氧聚硅氧烷树脂的环氧树脂，其环氧当量可以为100-1000，但是从环氧树脂与其它组份的相容性以及体系的粘度出发考虑，优选为环氧当量为100-500的环氧树脂。该环氧树脂分子中应该有两个和更多环氧基团。该环氧树脂可以是芳香族环氧树脂、脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂，但是从耐候性的角度出发考虑，其优选为脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂。结合经济成本考虑，该环氧树脂再优选为脂肪族环氧树脂与芳香族环氧树脂的混合物，或脂环族环氧树脂与芳香族环氧树脂的混合物，或者脂肪族环氧树月旨、脂环族环氧树脂与芳香族环氧树脂的混合物，其中芳香族环氧树脂不超过环氧树脂总量的85%重量分，否则会降低耐候性。在该环氧聚硅氧烷树脂中，环氧树脂可以占10-50%重量分。低于10%会降低附着力；高于50%则会影响室温固化性能，并降低固化膜的硬度。适用于该环氧聚硅氧烷树脂的有机硅低聚物，是通过硅烷单体发生部分水解，从而带有设计量的活性官能团的一种低分子量有机聚硅氧烷低聚体，其分子中既含有有机取代基，如烷基，又含有水解活性官能团，如烷氧基。考虑到其与环氧树脂的相容性，该低聚物应为缩合度为2-15的液体。在该环氧聚硅氧烷树脂中，有机硅低聚物占10-60%重量分。低于10%会降低树脂组合物的混溶性和粘度，成膜后耐候性也会下降；高于60%则会降低附着力、柔韧性和防腐性能。适用于制备该有机硅氧烷低聚物的单体符合下列通式，Si (R1R2R3R4)，其中R1为含有I-6个碳原子的烷氧基团-OR，R2、R3、R4可以是氢原子H、I-10个碳原子的烷基-R、芳基-Ar、羟基-OH或者含有I~6个碳原子的烷氧基_0R。R1、R2、R3和R4中，至少有一个是-0R，优选为两个或者更多是-OH或-0R，前述各式中的R优选为含1-4个碳原子的烷基。比如，四官能度烷氧基硅烷，如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷；二官能度烷氧基硅烷，如甲基二甲氧基硅烷、乙基二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷；二官能度烷氧基硅烷，如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基硅烷。硅原子上连接的有机基团的种类对产物树脂的性能影响很大，不同的有机基团可使有机硅树脂表现不同的性能。如苯基使树脂具热稳定性，且能改善有机硅树脂和环氧树脂的相溶性；甲基则赋予树脂热稳定性、脱模性、憎水性和耐电弧性。故可以根据实际需要，在制备硅树脂时引入不同的有机基团。在有机硅单体中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可常温固化的环氧聚硅氧烷树脂，其包括：①一种环氧树脂，其环氧当量为100～1000；②一种脂肪族缩水甘油醚，其环氧当量为100～500；③一种带有乙氧基官能团的有机硅氧烷低聚物，其聚合单体为甲基乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷的混合物；④一种有机膦酸，其化学通式为：R?PO(OH)2其中，R为至少含有一个羧基?COOH的含碳原子的基团。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄治军，
申请(专利权)人：武汉赫斯特涂层材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：