本發(fā)明涉及樹脂涂料，具體涉及一種改性有機硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、有機硅樹脂以鍵能較高的si-o-si鍵為主體，熱氧化穩(wěn)定性比涂料中常用的樹脂要高很多，具有較好的耐高溫性能。單純的有機硅樹脂作為成膜物質(zhì)應(yīng)用于涂料中時常存在機械性能、附著力較差、需高溫固化等問題，極大地限制了其應(yīng)用范圍。而使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂等對有機硅樹脂進行改性，可拓寬有機硅樹脂的應(yīng)用范圍，如專利文獻cn111019138a丙烯酸和聚酯改性有機硅樹脂制備方法及應(yīng)用，其提到的丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂改性有機硅樹脂及其自干型耐高溫涂料；cn107033296a超耐候聚硅氧烷改性丙烯酸樹脂及面漆制備方法，其提到的聚硅氧烷改性丙烯酸樹脂及其室溫固化型耐候面漆，但這類傳統(tǒng)的改性有機硅樹脂還是以溶劑型為主，須使用大量的有機溶劑稀釋以達到施工條件，無法滿足日趨嚴格的環(huán)保要求；在cn114015307a一種單組份水性丙烯酸可剝離涂料及其制備方法和應(yīng)用中，以有機硅乳液制備的水性耐高溫涂料雖然性能良好，但需要高溫長時間固化，限制了其應(yīng)用范圍。如何制備出一種水性改性有機硅樹脂，降低耐高溫涂料中揮發(fā)性有機物含量，實現(xiàn)常溫固化或自干成膜，提高機械性能、附著力，拓寬有機硅耐高溫涂料的應(yīng)用范圍已成為急需解決的問題。使用高有機硅含量的水性丙烯酸改性有機硅樹脂可以較好的解決上述問題，如cn110885630a有機硅水性耐高溫特種涂料及制備方法中，以有機硅乳液與改性丙烯酸乳液混拼制備常溫自干耐高溫涂料性能良好，但通常兩種乳液混合后穩(wěn)定性變差，相容性不好的情況下常溫自干或固化時易產(chǎn)生相分離，影響漆膜性能，另外，受乳液特性限制，漆膜光澤普遍較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，采用常規(guī)合成工藝得到相容性好的有機硅樹脂、高酸值丙烯酸樹脂，兩者共混后經(jīng)胺中和、加水高速分散后制得有機硅含量高的改性有機硅樹脂水分散體，再搭配耐高溫顏料、填料、助劑等提供一種耐高溫涂料。其原理是：合成的高酸值丙烯酸樹脂經(jīng)胺中和后的具有較強的乳化能力，共混液在高速攪拌下緩慢加水，用相反轉(zhuǎn)乳化技術(shù)得到狀態(tài)穩(wěn)定、有機硅含量高的改性有機硅樹脂水分散體。所用的高酸值丙烯酸樹脂具有良好的機械性能，對金屬基材有優(yōu)異的附著力，常溫自干性能優(yōu)異，彌補有機硅樹脂存在的缺陷；得到的改性有機硅樹脂水分散體制備的耐高溫涂料揮發(fā)性有機物含量低，可常溫自干，耐高溫性能優(yōu)異。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種改性有機硅樹脂水分散體，包括以下重量份的組分：丙烯酸樹脂200-300份、有機硅樹脂300-500份、胺中和劑5-20份、去離子水300-650份。

4、所述丙烯酸樹脂為丙烯酸（酯）單體在溶劑中經(jīng)自由基聚合方法得到，丙烯酸（酯）單體選自丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中至少四種；引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二乙基己酸叔丁酯中至少一種；溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇、100#溶劑油中至少一種。

5、所述有機硅樹脂為有機硅氧烷單體經(jīng)水解-縮聚反應(yīng)制得，有機硅氧烷單體選自甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中至少兩種，催化劑選自濃鹽酸、氫氟酸、冰醋酸中的任意兩種。

6、所述胺中和劑選自三乙胺、n,n-二甲基乙醇胺、氨水中的任意一種。

7、所述丙烯酸樹脂的制備方法如下：

8、1）將部分上述一種或幾種溶劑加入反應(yīng)釜，通氮氣升溫至80-140℃；

9、2）將部分上述一種或幾種引發(fā)劑與丙烯酸（酯）單體、部分溶劑混合均勻后，3-5h均勻滴加入反應(yīng)釜；

10、3）滴加完成后補加部分引發(fā)劑，80-140℃保溫0.5-1h后再次補加部分引發(fā)劑，補加完成后在80-140℃反應(yīng)3-5h，降溫至80℃以下，加入部分溶劑調(diào)整固含量至45-55%、粘度5000-15000mpa?s、酸值20-40mgkoh/g。

11、所述有機硅樹脂的制備方法如下：

12、有機硅氧烷單體、催化劑加入反應(yīng)釜混合均勻后，緩慢加入去離子水，升溫至60-75℃水解3-5h，緩慢升溫蒸餾出有機硅氧烷水解、縮聚產(chǎn)生的醇、水，樹脂粘度達到2000-10000mpa?s、固含量達到80-95%時停止反應(yīng)。

13、所述改性有機硅樹脂水分散體的制備方法，包括以下步驟，按重量份計：

14、將200-300份丙烯酸樹脂和300-500份有機硅樹脂升溫至30-60℃，并混合均勻；在300-600r/min的攪拌速度下加入5-20份胺中和劑，中和10-30min；將轉(zhuǎn)速調(diào)至800-1200r/min，緩慢加入300-650份去離子水，加入時間為0.5-2h；去離子水加完后，在800-1200r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)分散0.5-1.5h；分散完成后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至200-400r/min繼續(xù)攪拌2h，消除分散時產(chǎn)生的氣泡，并用去離子水將固含量調(diào)整至35-45%、粘度≤1000mpa?s。

15、一種涂料，包括以下重量份的組分：所述改性有機硅樹脂水分散體30-50份、水性色漿30-50份、byk333潤濕流平劑0.1-0.3份、德謙fa179防閃銹劑0.2-0.5份、gel0620增稠劑0.1-0.5份、乙二醇單丁醚0-3份。

16、所述水性色漿按以下重量份的組分經(jīng)研磨得到：去離子水20-40份、乙二醇單丁醚1-5份、byk190分散劑1-4份、byk016消泡劑0.1-0.3份、銅鉻黑5-20份、玻璃粉5-20份、滑石粉10-30份、云母粉10-30份。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的改性有機硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用有以下優(yōu)點：

18、利用高酸值丙烯酸樹脂對有機硅樹脂進行共混改性，經(jīng)胺中和、高速分散后得到改性有機硅樹脂水分散體，制備方法簡單，可靈活調(diào)整有機硅樹脂用量適應(yīng)不同的耐溫的要求；改性后的有機硅樹脂水分散體漆膜具有良好的機械性能，光澤高，對金屬基材有優(yōu)異的附著力，常溫自干性能好，彌補了單獨的有機硅樹脂固化溫度高、機械性能差的缺陷，拓寬有機硅耐高溫涂料的應(yīng)用范圍；應(yīng)用于耐高溫涂料時極大地降低了揮發(fā)性有機物的排放，涂膜耐溫性能優(yōu)異。

技術(shù)特征：

1.一種改性有機硅樹脂水分散體，其特征在于，包括以下重量份的組分：丙烯酸樹脂200-300份、有機硅樹脂300-500份、胺中和劑5-20份、去離子水300-650份；所述丙烯酸樹脂為丙烯酸（酯）單體在溶劑中經(jīng)自由基聚合方法得到，丙烯酸（酯）單體選自丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中至少四種，引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二乙基己酸叔丁酯中至少一種，溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇、100#溶劑油中至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機硅樹脂水分散體，其特征在于，所述有機硅樹脂為有機硅氧烷單體經(jīng)水解-縮聚反應(yīng)制得，有機硅氧烷單體選自甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中至少兩種，催化劑選自濃鹽酸、氫氟酸、冰醋酸中的任意兩種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機硅樹脂水分散體，其特征在于，所述胺中和劑選自三乙胺、n,n-二甲基乙醇胺、氨水中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性有機硅樹脂水分散體，其特征在于，所述丙烯酸樹脂的制備方法如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性有機硅樹脂水分散體，其特征在于，所述有機硅樹脂的制備方法如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的改性有機硅樹脂水分散體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟，按重量份計：

7.一種涂料，其特征在于，包括以下重量份的組分：權(quán)利要求6所述方法制備的改性有機硅樹脂水分散體30-50份、水性色漿30-50份、byk333潤濕流平劑0.1-0.3份、德謙fa179防閃銹劑0.2-0.5份、gel0620增稠劑0.1-0.5份、乙二醇單丁醚0-3份。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂料，其特征在于，所述水性色漿按以下重量份的組分經(jīng)研磨得到：去離子水20-40份、乙二醇單丁醚1-5份、byk190分散劑1-4份、byk016消泡劑0.1-0.3份、銅鉻黑5-20份、玻璃粉5-20份、滑石粉10-30份、云母粉10-30份。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及樹脂涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性有機硅樹脂水分散體及其制備方法、應(yīng)用，所述改性有機硅樹脂水分散體按以下重量份的組分經(jīng)高速分散得到：高酸值丙烯酸樹脂200?300份、有機硅樹脂300?500份、胺中和劑5?20份、去離子水300?650份。以上述改性有機硅樹脂水分散體為成膜物質(zhì)，加入一定量水性色漿及助劑、去離子水調(diào)配成的耐高溫涂料可以常溫自干或高溫固化，可極大地降低現(xiàn)在有機硅耐高溫漆中揮發(fā)性有機物含量。漆膜具有良好的機械性能和優(yōu)異的耐高溫性能，可廣泛應(yīng)用于蒸汽管道、壁爐、大型鍋爐、煙道等耐高溫防腐領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：孟祥治,崔忠健,張洪元,劉見鵬,尹曉聰
受保護的技術(shù)使用者：山東卡孚樂高分子材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19