[发明专利]一种高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树酯及其制备方法。

背景技术

以（甲基）丙烯酸及其酯的共聚物为主要成膜物质的涂料统称为丙烯酸涂料。丙烯酸系涂料色浅，膜丰满，机械强度好，已成为一类重要的涂料品种。但它也存在着耐水性差、低温易变脆、耐候性不够好等缺点，影响其实用效果，聚硅氧烷刚好具备很好的耐水性、耐候性，以及很好的柔韧性。为此，研究者提出了丙烯酸—有机硅涂料，该涂料是集丙烯酸涂料和有机硅涂料之长，通过在丙烯酸树脂大分子主链和侧链上引入一定量的有机硅官能团，利用Si-O共价键键能（108千卡/摩尔）比普通C-C键键能（83千卡/摩尔）大，对热、光稳定，不易受紫外光作用而劣化的特性，大大提高了丙烯酸涂料的耐侯性。同时，利用聚硅氧烷分子对称性高，整个分子链呈非极性，而具有极低的表面张力的特点，有效地改善了丙烯酸涂料的耐水性。为了获得这种有机硅丙烯酸涂料，早期，研究人员常用混合改性的方法将丙烯酸树脂和有机硅树脂混合，来达到改性的目的。但有机硅树脂与其它树脂相容性欠佳，所以改性的效果不能持久，长时间使用后，有机硅成分会从膜表面慢慢消失。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂。

本发明的另一目的在于提供上述高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂，具有如式（Ⅰ）所示的结构：

式（Ⅰ）

其中，R₁、R₇、R₈是氢或甲基；

R₂是-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂-或-COOCH₂CH₂CH₂-；

R₃、R₄是甲氧基、羟基或

R₅、R₆是碳数为1～10的饱和烷烃或氢；

n₁、n₂、n₃、n₄、n₅是4～2000内能被4整除的自然数。

上述高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂的制备方法，包含如下步骤：

（1）将80～150份水、3～6份阴离子乳化剂和2～4份非离子乳化剂和8～50份八甲基环四硅氧烷加入到反应容器中，氮气保护下，于70～90℃反应3～9h，再加入2.5～7.5份含不饱和双键的硅氧烷，于75～90℃反应3～9h，得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液；将该乳液滴加到乙醇中，超声波振荡破乳，倒掉上层清液，得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷。

（2）将4.5～50份步骤（1）的长链硅氧基乙烯基硅氧烷、3～45份（甲基）丙烯酸酯单体、18～120份非反应性有机溶剂、0.3～4.5份引发剂加入到反应容器中，氮气保护下，于60～75℃反应2～6h，得到高有机硅含量的（甲基）丙烯酸树脂。

步骤（1）中所述的阴离子乳化剂优选为烷基碳原子数在8～25的长链烷基苯磺酸；更优选的，所述的阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸或十六烷基苯磺酸。阴离子乳化剂既作为乳化剂又作为八甲基环四硅氧烷开环的催化剂。

步骤（1）中所述的非离子乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯或聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯。

步骤（1）中所述的含不饱和双键的硅氧烷优选为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。

步骤（2）中所述的（甲基）丙烯酸酯单体优选为甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸正丙酯中的至少一种。

步骤（2）中所述的非反应性有机溶剂优选为丁酮或四氢呋喃。

步骤（2）中所述的引发剂优选为偶氮二异丁氰或过氧化二苯甲酰。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：