[发明专利]一种有机硅接枝共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工新材料领域，具体涉及一种有机硅接枝共聚物及其制备方法和在表面涂层中的应用。

背景技术

在涂料领域，人们广泛认为疏水性涂膜具有自清洁性能，在此基础上也开发出许多耐沾污产品，如含有有机硅的聚合物。含有有机硅的聚合物中除了碳原子外，还含有大量低表面能的硅原子，能极大的降低材料的表面能；当雨水落在含有有机硅的聚合物涂层表面时，雨水的静接触角增大，使得雨水形成容易滚落的水珠，从而使涂层表面的污染物被水珠带走，实现自清洁功能。

然而，现有含有有机硅的聚合物的溶解性非常差，通常只能溶于几种毒性较大的挥发性有机溶剂，环境危害很大；而且，现有有机硅材料的光稳定性差，与基底材料的结合牢度差，在实际应用环境中，太阳光会易导致含有有机硅的聚合物涂层加速老化，使得耐久性差，自清洁性能衰减明显。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有技术中含有有机硅的聚合物涂层水溶性差和耐久性差的问题，提供一种耐久性好的水溶性有机硅接枝共聚物及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种有机硅接枝共聚物，具有如式(Ⅰ)所示的结构式：

其中，a为0～4000，优选为1～1000，更优选为2～400；b为1～1000，优选为2～100，更优选为3～50；d为0～500，优选为1～300，更优选为20～100；e为0～50，优选为1～30，更优选为10～30；f为0～50，优选为1～30，更优选为10～30；

R'为H或具有1～30个碳原子的烷基或Me₃Si中的一种；R₁为H或甲基基团；R₂为羟基基团或甲氧基基团；Q为含有巯基或丙烯酸酯官能团的结构单元。

本发明所述的有机硅接枝共聚物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将待聚合单体A1、A2、A3和A4溶解在溶剂中，加入引发剂，氮气氛围中、25-110℃反应，单体转化率达到98％或以上时，终止反应；

A1为具有巯基和/或丙烯酸酯官能团的聚二甲基硅氧烷，A2为具有叔胺和/或季铵盐的丙烯酸酯，A3为具有聚亚烷基二醇官能团的丙烯酸酯，A4为具有烷基硅氧烷官能团的丙烯酸酯；

单体A1、A2、A3和A4的质量比为6～14:2～4:3～9:1；

S2、向体系中加入酸性脱盐水、并除去体系中的有机溶剂。

所述单体A2为丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯及其盐、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯及其盐、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中一种或多种的组合。

所述单体A3为CH₂＝C(R₁)-COO-(C₂H₄O)_m-R₂，

其中，R₁为氢原子或甲基基团，m为0～50的整数，

R₂为羟基基团或甲氧基基团。

所述单体A3的结构式为：

CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₅-OH、CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₉-OH、CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₂₀-OH、CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₅-O-CH₃、CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₉-O-CH₃、CH₂＝C(CH₃)-COO-(C₂H₄O)₂₀-O-CH₃中的一种或多种的组合。