[发明专利]硅溶胶及其制备方法、丙烯酸树脂、丙烯酸双组份聚氨酯涂料

说明书

本发明提供一种硅溶胶及其制备方法、丙烯酸树脂、丙烯酸双组份聚氨酯涂。用于解决现有的丙烯酸双组份聚氨酯涂料存在的硬度、耐磨性、耐冲击性、附着力等方面性能差的问题，本发明提供一种硅溶胶及其制备方法，包括以下步骤：步骤1)将正硅酸乙酯和无水乙醇在酸性条件下反应，形成中间反应液；步骤2)将无水乙醇和硅烷偶联剂(γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入所述的中间反应液中进行反应，陈化获得硅溶胶。并将上述硅溶胶用于丙烯酸树脂的改性，并将改性的丙烯酸树脂应用于丙烯酸双组份聚氨酯涂料，获得了在硬度、耐磨性、耐冲击性、附着力性能优良的含有硅溶胶改性的丙烯酸树脂的丙烯酸双组份聚氨酯涂料。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种硅溶胶及其制备方法、丙烯酸树脂、丙烯酸双组份聚氨酯涂料。

背景技术

丙烯酸树脂是一种粘接性强、成膜性高的高分子材料,具有优异的成膜性、良好的耐油性和耐候性、优良的粘附性、对极性和非极性表面均具有很强的附着力,具有常温自干的特点,而且原料来源丰富,生产易于实施。但丙烯酸树脂结构一般为链状线形结构,对温度极为敏感,随着温度上升会就逐渐变软、变粘；另外,丙烯酸树脂所成的薄膜不耐有机溶剂的作用,薄膜在有机溶剂的作用下会发生溶胀现象,造成涂层脱落。对丙烯酸树脂的改性,其主要目的是克服丙烯酸树脂的“热粘冷脆”、不耐有机溶剂的缺点,提高其玻璃化温度。

将聚硅氧烷与丙烯酸酯接枝共聚,可以显著降低聚丙烯酸酷的表面张力、吸水性、耐污性,并提高其耐高低温性。采用含双键的有机硅聚硅氧烷单体和丙烯酸酯类单体直接进行共聚合,在聚合物主链上引入硅氧烷制得结构稳定可常温交联的硅丙树脂。有机硅改性丙烯酸树脂的共聚改性,实质是碳链上引入硅侧链,形成接枝、嵌段或互穿网络体系,达到同时具有二者优异性能的新型材料。硅溶胶改性丙烯酸树脂能有效地结合有机硅聚合物与丙烯酸树脂各自的优点,其产品现已广泛应用于涂料、粘合剂、皮革、纺织、造纸等行业。

在多官能团有机硅功能单体对丙烯酸酷进行改性的研究中,主要是利用含乙烯基官能团的有机硅功能单体或预聚体与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚。从国内外研究现状来看,尚存在一些问题:如由于乳液聚合中有水的存在,发生烷氧基的水解缩合反应,严重影响乳液聚合反应的稳定进行；由于有机硅氧烷和丙烯酸酯在分子结构和极性上存在巨大差距,会因相容性问题而出现不同程度的相分离,对共聚单体的选择比较困难等。

丙烯酸树脂具有色浅、透明度高、保光性好、耐腐蚀性、附着力强、坚韧等优点。但是,由于丙烯酸树脂的耐温性、耐水性、透气性差,限制了它的应用。

发明内容

解决上述问题所采用的技术方案是一种硅溶胶及其制备方法、丙烯酸树脂、丙烯酸双组份聚氨酯涂料。

本发明提供一种硅溶胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将正硅酸乙酯和无水乙醇在酸性条件下反应，形成中间反应液；

步骤2)将无水乙醇和硅烷偶联剂(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入所述的中间反应液中进行反应，陈化获得硅溶胶。

优选的，所述步骤1)中，正硅酸乙酯和无水乙醇的质量比为1：(1-1.28)。

优选的，所述步骤1)中反应温度为30-40℃，反应时间为1-1.5小时。

优选的，所述步骤2)中，无水乙醇和硅烷偶联剂(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为(0.29-0.37)：1。

优选的，所述步骤2)中硅烷偶联剂(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的加入方式为滴加，滴加时间为30-40min。

优选的，所述步骤2)中反应温度为50-60℃，反应时间为3-4小时；陈化时间为3-4天。

本发明还提供一种硅溶胶，是采用上述的硅溶胶的制备方法制备的。