本發(fā)明涉及高分子合成及涂料領(lǐng)域，主要涉及一種自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

基于安全、健康和環(huán)保等因素，水性涂料已經(jīng)逐漸成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。目前的水性環(huán)氧樹(shù)脂只有乳液，且大都存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1、乳液的加水比例不高，無(wú)成本優(yōu)勢(shì)；。目前的水性環(huán)氧樹(shù)脂只有乳液，且大都存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1、乳液的加水比例不高，無(wú)成本優(yōu)勢(shì)；2、極易破乳，儲(chǔ)存不穩(wěn)定；3、乳液在應(yīng)用性能中的亮度、硬度、附著力等技術(shù)指標(biāo)很難達(dá)到溶劑型樹(shù)脂的等同質(zhì)量效果，其應(yīng)用范圍也因而受限。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂及制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液的加水比例不高的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，其原料組成包括以下組分：

甲基丙烯酸甲酯20-30份；

丙烯酸丁酯35-45份；

丙烯酸辛酯5-10份；

丙烯酸羥丙酯3-7份；

甲基丙烯酸6-10份；

丙烯酸2-5份；

硅油5-40份；

硅烷氧化物1-4份；

過(guò)氧化苯甲酰5-7份；

異丙醇4-7份；

丙二醇甲醚25-35份；

醚類(lèi)溶劑10-20份；

中和劑7-9份。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，其原料組成還包括水，用于調(diào)節(jié)固含量為40%-70%。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，所述中和劑為二甲基乙醇胺或三乙胺或MAP-95。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，所述醚類(lèi)溶劑為丙二醇丁醚或二乙二醇乙醚。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，所述硅烷氧化物為硅橡膠、聚二甲基硅氧烷或硅酮樹(shù)脂。

一種如上所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其中，包括以下步驟：

把甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、硅烷氧化物、異丙醇、部分的過(guò)氧化苯甲酰、部分的丙二醇甲醚攪拌混溶，得第一混合液；

將硅油和剩下的丙二醇甲醚加熱溶解，升溫至110~130℃并開(kāi)始攪拌并保溫0.5~1小時(shí)，得第二混合液；

把第一混合液加入分液漏斗中，于100～110℃溫度下勻速滴加入第二混合液中，2～3時(shí)滴加完，保溫反應(yīng)0.5~1.5小時(shí)后，加入剩下的過(guò)氧化苯甲酰和醚類(lèi)溶劑的混合液，在此溫度下再反應(yīng)0.5~1.5小時(shí)；

降溫至50℃以下攪拌加入中和劑調(diào)至PH值 7～7.5，繼續(xù)攪拌20~50分鐘。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，還包括以下步驟：

加水調(diào)節(jié)固含量至40%-70%。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，其中，在添加中和劑之前，還包括以下步驟：

取樣，加入胺水，待樣品可充分溶解在水中，再終止反應(yīng)并開(kāi)始降溫。

一種如上所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂的應(yīng)用，其中，將所述水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂用于制備水性涂料。

所述的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂的應(yīng)用，其中，所述水性涂料為絕緣漆、玻璃漆、汽車(chē)漆、印鐵漆、防腐涂料、金屬漆或木器漆。

有益效果：本發(fā)明的自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，通過(guò)單體的調(diào)配以及工藝的改進(jìn)，使其達(dá)到水溶性，并可與自來(lái)水無(wú)限混溶。所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂可配成水溶性涂料，廣泛應(yīng)用制備于絕緣漆、玻璃漆、汽車(chē)漆、印鐵漆、防腐涂料、金屬漆、木器漆等，具有高亮度（大于90）、硬度（大于5H）、耐沖擊、耐折彎、耐水煮、耐鹽霧等性能，且使用成本比油性漆降低了60%，且安全環(huán)保與節(jié)能，具有極高的社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂及制備方法和應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所提供的一種自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，其原料組成包括以下組分：

甲基丙烯酸甲酯20-30份；

丙烯酸丁酯35-45份；

丙烯酸辛酯5-10份；

丙烯酸羥丙酯3-7份；

甲基丙烯酸6-10份；

丙烯酸2-5份；

硅油5-40份；

硅烷氧化物1-4份；

過(guò)氧化苯甲酰5-7份；

異丙醇4-7份；

丙二醇甲醚25-35份；

醚類(lèi)溶劑10-20份；

中和劑7-9份。

其中，本發(fā)明所用原料均為市面可得的工業(yè)產(chǎn)品。所述中和劑為二甲基乙醇胺或三乙胺或MAP-95。所述醚類(lèi)溶劑可以為丙二醇丁醚或二乙二醇乙醚。所述硅烷氧化物可以為硅橡膠、聚二甲基硅氧烷或硅酮樹(shù)脂。

所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂，按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，還包括以下組分：

水，用于調(diào)節(jié)固含量為40%-70%。

本發(fā)明中還提供所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：

把甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸和硅烷氧化物以及異丙醇、部分的過(guò)氧化苯甲酰、部分的丙二醇甲醚攪拌混溶，得第一混合液；

在有冷凝器回流管、攪拌器、分液漏斗、溫度計(jì)的四口圓底燒瓶中加入硅油和剩下的丙二醇甲醚加熱溶解，使溫度達(dá)到110~130℃并開(kāi)始攪拌并保溫0.5~1小時(shí)，得第二混合液；

把第一混合液加入分液漏斗中，于100～110℃溫度下勻速滴加入第二混合液中，2～3時(shí)滴加完，保溫反應(yīng)0.5~1.5小時(shí)后，加入剩下的過(guò)氧化苯甲酰和醚類(lèi)溶劑的混合液，在此溫度下再反應(yīng)0.5~1.5小時(shí)；

取樣，加入胺水檢測(cè)水溶性至可充分溶解于水中，即終止反應(yīng)降溫；

降溫至50℃以下攪拌加入中和劑調(diào)至PH值 7～7.5，繼續(xù)攪拌20~50分鐘；

加入水調(diào)節(jié)固含量40%-70%，攪拌均勻即可。

本發(fā)明所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂是對(duì)單體進(jìn)行改性而使其達(dá)到水溶性，并可與自來(lái)水無(wú)限混溶是本發(fā)明的最大亮點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂可配成水溶性涂料，廣泛應(yīng)用制備于絕緣漆、玻璃漆、汽車(chē)漆、印鐵漆、防腐涂料、金屬漆、木器漆等，具有高亮度（大于90）、硬度（大于5H）、耐沖擊、耐折彎、耐水煮、耐鹽霧等，且使用成本比油性漆降低了60%，且安全環(huán)保與節(jié)能，具有極高的社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明中還提供所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂的應(yīng)用，將所述自干型水溶性丙烯酸有機(jī)硅樹(shù)脂用于制備水性涂料，所述水性涂料可以為絕緣漆、玻璃漆、汽車(chē)漆、印鐵漆、防腐涂料、金屬漆或木器漆。

以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

把甲基丙烯酸甲酯20份、丙烯酸丁酯40份、丙烯酸辛酯10份、丙烯酸羥丙酯5份、甲基丙烯酸7份、丙烯酸3份和硅烷氧化物4份、異丙醇4份、過(guò)氧化苯甲酰2份、丙二醇甲醚13份攪拌混溶，得第一混合液；

在有冷凝器回流管、攪拌器、分液漏斗、溫度計(jì)的四口圓底燒瓶中加入硅油8份和丙二醇甲醚12份加熱溶解，使溫度達(dá)到120℃并開(kāi)始攪拌并保溫半小時(shí)，得第二混合液；

把第一混合液加入分液漏斗中，于100～110℃溫度下勻速滴加入第二混合液中，2～3時(shí)滴加完，保溫反應(yīng)1小時(shí)后，加入過(guò)氧化苯甲酰3份和丙二醇丁醚10份的第三混合液，在此溫度下再反應(yīng)1小時(shí)；

取樣，加入胺水檢測(cè)水溶性至可充分溶解于水中，即終止反應(yīng)降溫；

降溫至50℃以下攪拌加入二甲基乙醇胺7份調(diào)至PH值 7～7.5，繼續(xù)攪拌30分鐘；

加入水調(diào)節(jié)固含量50%，攪拌均勻即可。

所得產(chǎn)品能與水進(jìn)行無(wú)限混溶，在本實(shí)施例所得的水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂加入1倍、2倍、3倍、4倍的水，樹(shù)脂仍然水白透明無(wú)渾濁，且長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)后不易分層。

對(duì)所述水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂進(jìn)行亮度、硬度、附著力等性能測(cè)試：亮度，在90以上；硬度，在5H以上；耐水煮，98℃，4個(gè)小時(shí)；耐鹽霧，5%鹽水，96小時(shí)；耐折彎，1萬(wàn)次；耐沖擊，正反沖50cm；表干，小于30分鐘；實(shí)干，小于5小時(shí)。

實(shí)施例2

把甲基丙烯酸甲酯30份、丙烯酸丁酯35份、丙烯酸辛酯5份、丙烯酸羥丙酯7份、甲基丙烯酸6份、丙烯酸2份和硅烷氧化物1份、異丙醇5份、過(guò)氧化苯甲酰3份、丙二醇甲醚15份攪拌混溶，得第一混合液；

在有冷凝器回流管、攪拌器、分液漏斗、溫度計(jì)的四口圓底燒瓶中加入硅油20份和丙二醇甲醚15份加熱溶解，使溫度達(dá)到110℃并開(kāi)始攪拌并保溫半小時(shí)，得第二混合液；

把第一混合液加入分液漏斗中，于100～110℃溫度下勻速滴加入第二混合液中，2～3時(shí)滴加完，保溫反應(yīng)0.5小時(shí)后，加入過(guò)氧化苯甲酰4份和丙二醇丁醚15份的第三混合液，在此溫度下再反應(yīng)1小時(shí)；

取樣，加入胺水檢測(cè)水溶性至可充分溶解于水中，即終止反應(yīng)降溫；

降溫至50℃以下攪拌加入三乙胺8份調(diào)至PH值 7～7.5，繼續(xù)攪拌50分鐘；

加入水調(diào)節(jié)固含量40%，攪拌均勻即可。

所得產(chǎn)品能與水進(jìn)行無(wú)限混溶，在本實(shí)施例所得的水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂加入1倍、2倍、3倍、4倍的水，樹(shù)脂仍然水白透明無(wú)渾濁，且長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)后不易分層。

對(duì)所述水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂進(jìn)行亮度、硬度、附著力等性能測(cè)試：亮度，在90以上；硬度，在5H以上；耐水煮，98℃，4個(gè)小時(shí)；耐鹽霧，5%鹽水，96小時(shí)；耐折彎，1萬(wàn)次；耐沖擊，正反沖50cm；表干，小于30分鐘；實(shí)干，小于5小時(shí)。

實(shí)施例3

把甲基丙烯酸甲酯25份、丙烯酸丁酯45份、丙烯酸辛酯8份、丙烯酸羥丙酯3份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸5份和硅烷氧化物3份、異丙醇7份、過(guò)氧化苯甲酰3份、丙二醇甲醚18份攪拌混溶，得第一混合液；

在有冷凝器回流管、攪拌器、分液漏斗、溫度計(jì)的四口圓底燒瓶中加入硅油35份和丙二醇甲醚17份加熱溶解，使溫度達(dá)到130℃并開(kāi)始攪拌并保溫半小時(shí)，得第二混合液；

把第一混合液加入分液漏斗中，于100～110℃溫度下勻速滴加入第二混合液中，2～3時(shí)滴加完，保溫反應(yīng)1.5小時(shí)后，加入過(guò)氧化苯甲酰3份和二乙二醇乙醚20份的第三混合液，在此溫度下再反應(yīng)0.5小時(shí)；

取樣，加入胺水檢測(cè)水溶性至可充分溶解于水中，即終止反應(yīng)降溫；

降溫至50℃以下攪拌加入中和劑MAP-95 9份調(diào)至PH值 7～7.5，繼續(xù)攪拌40分鐘；

加入水調(diào)節(jié)固含量70%，攪拌均勻即可。

所得產(chǎn)品能與水進(jìn)行無(wú)限混溶，在本實(shí)施例所得的水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂加入1倍、2倍、3倍、4倍的水，樹(shù)脂仍然水白透明無(wú)渾濁，且長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)后不易分層。

對(duì)所述水溶性丙烯酸改性環(huán)氧有機(jī)硅樹(shù)脂進(jìn)行亮度、硬度、附著力等性能測(cè)試：亮度，在90以上；硬度，在5H以上；耐水煮，98℃，4個(gè)小時(shí)；耐鹽霧，5%鹽水，96小時(shí)；耐折彎，1萬(wàn)次；耐沖擊，正反沖50cm；表干，小于30分鐘；實(shí)干，小于5小時(shí)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。