專利名稱：有機(jī)硅涂料流平劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種有機(jī)硅改性涂料流平劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
涂料表面通常不是完全平滑的，相反的，總是具有不同程度的結(jié)構(gòu)表面，它被稱作波紋或者橘皮表面。這些表面可能由精細(xì)的短小波紋構(gòu)成，或者是粗糙的長(zhǎng)波紋構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)取決于涂料組合物的性質(zhì)和組成。在大多數(shù)情形中，這種波紋都被希望得到消除?，F(xiàn)代涂料多是采用強(qiáng)極性的樹脂和以高表面張力的溶劑做分散體系，體系易起泡，且底材潤(rùn)濕困難，在施工過程中或施工后的成膜過程中很容易發(fā)生如縮孔、縮邊、橘皮、印痕、流掛、浮色、發(fā)花等表面缺陷，不僅影響涂膜的裝飾效果，而且會(huì)降低或損壞其保護(hù)作用。為了克服現(xiàn)代涂料在涂飾施工過程中流平不良弊病，使涂料流動(dòng)及干燥成膜后得到一個(gè)平整的涂膜，需要對(duì)涂膜表面加以控制。為了改善現(xiàn)代涂料的流平性，加入流平劑是絕對(duì)必要的，這是由于如果沒有這些流平劑，那么，要想獲得一個(gè)平滑的表面無論如何都是不可能的。第一類涂料流平劑多采用醇類、酯類、酮類等高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，通過調(diào)整涂料涂刷后溶劑的揮發(fā)速度，使涂料在干燥過程中具有平均的揮發(fā)速度及溶解力，延長(zhǎng)涂膜的干燥時(shí)間，從而達(dá)到改善流平的作用。第二類涂料流平劑是以相容性受限的長(zhǎng)鏈樹脂為主要組成物，如醋丁纖維類、聚(甲基)丙烯酸酯類等。對(duì)于聚(甲基)丙烯酸酯來說，優(yōu)選采用具有烷基鏈長(zhǎng)度為C2-C8的丙烯酸烷基酯的聚合物或者共聚物，舉例來說，如丙烯酸乙酯、丙烯酸(2-乙基己基)酯或丙烯酸正丁酯。所采用的產(chǎn)品，有些情形中，其分子量最高可達(dá)100000。這類流平劑既可原樣使用，也可溶于有機(jī)溶劑中的溶液形式使用，其用量通常占所述涂料組合物重量的0.1-2%。第三類涂料流平劑是以相容性受限制的聚硅氧烷為主要組成物，有關(guān)的化合物通常包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚或聚酯改性的聚二甲基或聚甲基烷基硅氧烷，如長(zhǎng)鏈烷基改性聚硅氧烷、苯基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、反應(yīng)性有機(jī)基改性聚硅氧烷等。由于其具有低的表面張力，極低用量即可有效降低涂料的表面張力，極大增強(qiáng)涂料在底材的潤(rùn)濕及鋪展，因此其具有控制表面流動(dòng)、改善流平作用。進(jìn)一步的，等溶劑分揮發(fā)后，有機(jī)改性聚硅氧烷在涂膜表面形成一層極薄且光滑的單分子層，從而極大改善涂膜的光澤、滑度及抗刮傷性能。有機(jī)硅流平劑的作用效果，取決于改性聚硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及使用量。如聚硅氧烷分子量大小，有機(jī)基團(tuán)的類型、大小、位置及數(shù)量，有機(jī)基改性聚硅氧烷的鏈接方式，都將影響其作用效果。實(shí)驗(yàn)證明其用量多了會(huì)產(chǎn)生副作用。所有這些產(chǎn)品的效果，取決于在液/氣界面的表面活性:由于所述流平劑與涂料具有一定程度的不相容性，這些產(chǎn)品與所述界面采取一定的取向。這些不相容性可通過提高這些聚合物的分子量而得到提高。但是，這樣就會(huì)存在一個(gè)缺點(diǎn)，由于這種不相容性，可能會(huì)導(dǎo)致一定程度的涂 層光霧的產(chǎn)生。分子量的提高同時(shí)也會(huì)增大流平劑的粘度，給使用帶來不便。對(duì)于現(xiàn)代涂料來說，現(xiàn)有的聚合物僅能為流平問題提供單一的效果，迫切需要一種新型的，集極佳的流平、潤(rùn)濕分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一體的表面控制劑，使得涂膜的絕對(duì)平滑成為可能，這對(duì)于現(xiàn)代涂料來說是極其重要的。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種集極佳的流平、潤(rùn)濕分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一體的有機(jī)硅涂料流平劑。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種有機(jī)硅涂料流平劑，其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)硅涂料流平劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅涂料流平劑，其特征在于，其中x=5-100，y+z=0-10;該有機(jī)硅涂料流平劑的重均分子量為1800 16000，其中聚硅氧烷單元的重量占有機(jī)硅涂料流平劑總重量的15-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)娃涂料流平劑，其特征在于，其中x=10-40,y+z=0-5 ;該有機(jī)硅涂料流平劑的重均分子量為2400 8000，其中聚硅氧烷單元的重量占有機(jī)硅涂料流平劑總重量的30-50%。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:在惰性氣體保護(hù)下，將含氫聚硅氧烷與烯烴化合物在鉬催化劑存在下，無溶劑條件下進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為55-100°C，反應(yīng)時(shí)間為3-12.5h，通過測(cè)定S1-H基殘存量判定反應(yīng)終點(diǎn)，即得所述有機(jī)硅涂料流平劑； 所述含氫聚硅氧烷中的S1-H鍵與所述烯烴化合物中的C=C雙鍵的摩爾比為1:1.0-1.2，所述含氫聚硅氧烷為雙端含氫聚硅氧烷或雙端側(cè)鏈含氫聚硅氧烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，所述含氫聚硅氧烷與烯烴化合物的加料方式為一步滴加法或兩步滴加法， 所述一步滴加法包括如下步驟:將含氫聚硅氧烷置于反應(yīng)器中，加熱至溫度達(dá)到55-80°C時(shí)加入30-75wt%的鉬催化劑，然后在80_95°C時(shí)滴加烯烴化合物與剩余的鉬催化劑的混合物，控制滴加時(shí)間為l_3h，滴加完畢后保持85-100°C繼續(xù)反應(yīng)2-8h，通過測(cè)定S1-H基殘存量判定反應(yīng)終點(diǎn)； 所述兩步滴加法包括如下步驟:將10-40wt%的烯烴化合物置于反應(yīng)器中，加熱至溫度達(dá)到55-80°C時(shí)加入30-75wt%的鉬催化劑，保持溫度在70_85°C滴加含氫聚硅氧烷，控制滴加時(shí)間為0.5-1.5h，然后在80-95°C時(shí)滴加剩余的烯烴化合物與剩余的鉬催化劑的混合物，控制滴加時(shí)間為l_3h，滴加完畢后保持85-100°C繼續(xù)反應(yīng)2-8h，通過測(cè)定S1-H基殘存量判定反應(yīng)終點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，所述烯烴化合物為烯丙基聚醚、C2-C2tl烯烴、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烯丙基縮水甘油醚、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸甲基酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁基酯、甲基丙烯酸異丁基酯、丙烯酸叔丁基酯、甲基丙烯酸叔丁基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸環(huán)己基酯、甲基丙烯酸環(huán)己基酯、丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸羥乙基酯、單丙烯酸三甘醇酯、甲基丙烯酸三甘醇酯、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、環(huán)己基乙烯基醚、醋酸乙烯酯、丙烯酸N，N- 二甲基氨基丙基酯、甲基丙烯酸N，N- 二甲基氨基乙基酯、聚單丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，所述烯烴化合物為羥基封端烯丙基聚醚、甲氧基封端烯丙基聚醚、乙氧基封端烯丙基聚醚、丁氧基封端烯丙基聚醚、乙?；舛讼┍勖?、八烯烴、十烯烴、十二烯烴、十四烯烴、十六烯烴、十八烯烴、二十烯烴、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烯丙基縮水甘油醚中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，所述鉬催化劑為鉬、擔(dān)體鉬、鉬化合物或鉬螯合物，所述鉬催化劑的用量按鉬含量計(jì)算為每升反應(yīng)物5_30ppm 鉬。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述·的有機(jī)硅涂料流平劑的制備方法，其特征在于，所述鉬催化劑為六水合氯鉬酸的異丙醇溶液，其中六水合氯鉬酸的質(zhì)量百分含量為0.5-10%ο
10.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述有機(jī)硅涂料流平劑在涂料組合物中的應(yīng)用，其特征在于，所述有機(jī)硅涂料流平劑在涂料組合物中的用量為0.01-5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)硅涂料流平劑及其制備方法，其結(jié)構(gòu)式如下，其中，x=0-500，y=0-25，z=0-25；G1、G2、G3和R為-(CH2)3(OC2H4)a(OC3H6)bOR′、-(CH2)3OCH2(CHCH2O)、-CH2CHMeC6H5、-CH2CH2C6H5或C1-C20烷烴基中的一種或幾種，其中a=0-26，b=0-26，R′為H、Me、Et、C4H9、C12H25或COMe。制備方法為在惰性氣體保護(hù)下，將含氫聚硅氧烷與烯烴化合物在鉑催化劑存在下，無溶劑條件下進(jìn)行加成聚合反應(yīng)制得。該有機(jī)硅涂料流平劑集極佳的流平、潤(rùn)濕分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一體，一方面具有極強(qiáng)的降低表面張力的能力，賦予涂料優(yōu)異的流平、潤(rùn)濕分散的性能，另一方面保留完整的側(cè)鏈甲基給予優(yōu)良的滑爽性與抗刮傷性，并提供良好的消泡抑泡性能。
文檔編號(hào)C09D7/06GK103214895SQ20131015085
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者余龍飛, 鄭小珊, 李歡玲, 李莉 申請(qǐng)人:廣東省石油化工研究院