[发明专利]一种含氟丙烯酸改性聚硅氧烷树脂及其涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是丙烯酸聚硅氧烷防腐涂料。

背景技术

近几年来，丙烯酸聚硅氧烷涂料作为长效防腐蚀体系面漆已得到了广泛的应用，该类涂料具有优异的保光保色及防腐蚀性能，又具有高固体份低粘度的特点，施工简便，同时VOC含量极低，符合环保法规的要求。

丙烯酸聚硅氧烷树脂作为基料主要有以下两大类型，一类是采用含双键的丙烯酸酯类单体或低聚物改性聚硅氧烷中间体，双键可与固化剂组分中的胺发生迈克尔加成，固化剂又能与聚硅氧烷中间体发生水解缩合，该类树脂由于含有较多的低分子物质，制备的涂料表干速度较慢，涂膜韧性及耐沾污性能下降，同时也影响其长效防腐耐候性能。另一类是采用含有官能性侧基的低分子量丙烯酸树脂改性聚硅氧烷中间体，侧基主要有羟基、缩水甘油酯基等，丙烯酸树脂中官能性侧基在催化剂作用下与烷氨基硅氧烷固化剂以及聚硅氧烷中间体发生化学反应，制备的涂料固化速度较快，具有优异的防腐蚀耐候性能，但其耐沾污性能略显不足。

发明内容

目前的丙烯酸聚硅氧烷涂料采用迈克尔加成机理固化或采用羟基、缩水甘油酯基等官能性侧基的水解缩合机理固化，其表干时间较慢，没有突出耐沾污性能，影响了在实际工程中的施工进度和美观装饰性能。

通过本发明在上述第二类丙烯酸聚硅氧烷树脂的基础上，引入了有机硅烷氧基作为活性侧基，同时在树脂的制备中加入一定量的含氟丙烯酸单体，该类树脂表干速度更快，甚至在一些低温环境中也能快速固化，而且树脂中含有较多的硅元素及氟元素，赋予涂层更加优异的保光保色性能，防腐蚀性能及耐沾污性能。

本发明的目的是提供一种含氟丙烯酸改性聚硅氧烷树脂，该树脂满足高固体份低粘度，环境温度下快速固化以及优异的化学稳定性。以该树脂制备的涂料具有固化速度快，低VOC含量，超长耐候防腐性能及优异的耐沾污性能。

为实现本发明的上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种含氟丙烯酸改性聚硅氧烷树脂，该树脂是由

35wt%-80wt%低分子量聚硅氧烷中间体、12wt%-37wt%（甲基）丙烯酸酯单体、3wt%-20wt%（甲基）丙烯酸氟单体、3wt%-18wt%（甲基）丙烯酸烷氧基硅烷单体以及0wt%-11wt%溶剂，0.21wt%-2.8wt%自由基引发剂，0wt%-4wt%链转移剂在一定温度下经自由基聚合而制得。本发明中的低分子量聚硅氧烷中间体室温下具有较低的粘度，约80cp-130cp，分子量1000-3000，并且带有反应性基团，如烷氧基或硅烷醇基，该反应性基团的含量为聚硅氧烷中间体总重量的10wt%-20wt%。在环境温度下该聚硅氧烷中间体与丙烯酸树脂及固化剂中的烷氧基发生交联反应。常用的低分子量聚硅氧烷中间体是DC-3073、DC-3074、Z-6018（市售品，均产自道康宁）中的一种或几种。

本发明中的（甲基）丙烯酸酯单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

本发明中的（甲基）丙烯酸氟单体是丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种。

本发明中的（甲基）丙烯酸烷氧基硅烷单体是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。该单体中的烷氧基硅烷可与聚硅氧烷中间体及固化剂中的烷氧基或硅烷醇基发生交联反应。