[发明专利]一种耐高温有机硅改性不饱和聚酯树脂涂料的制备方法

说明书

 

技术领域    

本发明涉及一种耐高温有机硅改性不饱和聚酯树脂涂料的制备方法；属高性能有机-无机杂化复合材料的制备技术领域。

背景技术    

耐高温涂料是指漆膜在300℃以上不变色、不脱落，仍能保持适当物理机械性能的涂料，它在现代工业、军事、航天领域有广阔的应用前景。不饱和聚酯树脂生产工艺简便，原料易得，可以在室温下固化，常压下成型。制品经固化之后不但具有优异的耐化学腐蚀性能，还有着良好的力学性能，比重也相对较小。环氧树脂是一类具有良好粘接、耐腐蚀、 绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。这些优点让不饱和聚酯树脂和环氧树脂受到业界的普遍关注，在工业领域得到了更多地应用。然而，这两种树脂的耐热性能都不好，一般只适合于160℃下使用，且制品耐候性较差。因此，通过化学改性和无机填料掺混等方式提高制品的耐高温及耐候性能成为改善树脂性能的有效途径。有机硅树脂也称聚硅氧烷是一类由硅原子和氧原子交替连结组成骨架、不同的有机基团再与硅原子连结的聚合物的统称。其分子结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物特性与无机物功能于一身。有机硅树脂最突出的优点之一就是具有优异的热氧化稳定性，250℃加热24小时后，硅树脂失重仅为2-8%，同时还具有良好耐候性和电绝缘性等优点，可广泛用于耐高温涂层及绝缘防护等领域。但有机硅树脂的粘结性能较差，需要通过改性改善其粘附性。

发明内容    

本发明的目的是，针对现有耐高温涂料存在耐候性差等问题，本发明提供一种耐高温有机硅-不饱和聚酯树脂-环氧树脂涂料的制备方法，该方法制备出的耐高温涂料不但具有良好的耐高温、耐候性能，还具有良好的防水、防腐和粘结性能。

本发明通过分子设计的方法将有机硅树脂的分子结构引入到不饱和聚酯和环氧树脂当中，制备出一种耐高温与耐候性性能良好的三元复合高分子树脂，之后将此改性树脂与空心玻璃微珠、玻璃粉、云母粉、硅微粉等无机耐高温填料混合，制得可耐高温的有机硅-不饱和聚酯树脂-环氧树脂涂料可耐500℃以上高温，从而拓宽了高分子树脂作为耐高温涂料的使用范围和应用领域。

    本发明的技术方案是，本发明所述的一种耐高温有机硅-不饱和聚酯树脂-环氧树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）以二官能团和三官能团的烷氧基有机硅为混合原料，经水解缩合，首先合成出有机硅树脂预聚体。

（2）以1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、己二酸、四氢苯酐和顺丁烯二酸酐为原料合成不饱和聚酯，在不饱和聚酯树脂的合成接近完成时加入有机硅预聚体和环氧树脂E-51，继续进行树脂之间的接枝反应，最后加入活性稀释剂苯乙烯与其进行充分混合、稀释，即可得到三元复合树脂。

（3）将按一定比例混合的空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉、膨润土与上述三元复合树脂进行混合，经高速搅拌机与砂磨机充分搅拌砂磨之后制得分散良好的耐高温有机硅-不饱和聚酯树脂-环氧树脂涂料。

在本发明方法中，二官能团与三官能团的烷氧基有机硅为甲基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基硅二醇、乙烯基三乙氧基硅烷及苯基三甲氧基硅烷中的两种或两种以上。优选为二苯基硅二醇、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷其质量比为：1:（0.37-5.29）:（1.65-6.34），优选比例为：1:2.3:4.12。

在本发明方法中，所选择的环氧树脂为E-12，E-20，E-21，E-44，E-51中的一种，优选为E-51；

在本发明方法中，所选择的无机填料为粒径在10-100μm之间的空心玻璃微珠、玻璃粉、云母粉、硅微粉、蒙脱土、滑石粉中的三种以上，优选为空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉、膨润土。其质量比为1:（0.1-0.5）:（0.1-0.6）:（0.05-0.40）优选质量比为1:0.3:0.2:0.15。

在本发明方法中，三元复合树脂与无机混合填料的比例为1:0.15-0.5，优选质量比为1:0.42。

本发明的有益效果是，本发明制备方法简单，所制备的耐高温有机硅-不饱和聚酯树脂-环氧树脂涂料不但具有良好的耐高温、耐候性能，还具有良好的防水、防腐和粘结性能。是一种综合性能优异的高性能有机-无机杂化复合材料。

具体实施方式

实施例1：

（1）有机硅预聚体的合成