[发明专利]一种零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂及合成方法

说明书

本发明公开了一种零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂及合成方法，包括：丙烯酸丁酯10～30份；硅氧烷偶联剂10～40份；含有环氧基和烯基的单体10～40份；引发剂Ⅰ0.4～0.8份；甲基丙烯酸甲酯5～20份；引发剂0.7～1.9份；正十二烷基硫醇0.5～3份；二甲苯2～10份；1,4‑对苯二酚阻聚剂0.1～1份；四甲基氢氧化铵0.1～1份；硅烷30～60份。本发明解决了常规市场用聚氨酯类涂料产品中游离异氰酸酯毒性及环氧树脂耐候性差易粉化问题，改进了聚硅氧烷成膜性差、易龟裂等问题，制备的树脂是高耐候性的高固低粘型环保产品，降低了VOC的排放。

技术领域

本发明属于有机-无机杂化材料的制备技术，具体涉及一种零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂及合成方法。

背景技术

以聚硅氧烷及其改性物为主成膜物的聚硅氧烷涂料具有与氟碳涂料相当的耐候性和保光保色性。在环保性、光泽、固体份方面又优于氟碳涂料，这主要是因为氟碳涂料虽然具有高耐候性，但是固体份含量比较低，有机挥发物(VOC)含量高,环保性低，而聚硅氧烷及其改性物可以做成高固体份树脂及涂料，且同样具有高耐候性，所以是氟碳涂料的理想替代品，成为近年来高性能特种用途涂料产品的新宠，引起我国涂料科研单位和企业的广泛关注。

聚硅氧烷在130～250℃内能显示出相当稳定的机械性能和电绝缘性，但是存在成膜性不佳，容易龟裂，耐溶剂性差的问题，因此限制了其广泛应用。所以改善聚硅氧烷的成膜性，提高其交联密度，增强其耐溶剂性成为研究聚硅氧烷作为涂料用树脂方面比较重要的研究课题和方向。本发明制备的零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂是一种成膜性良好、耐溶剂性佳、固体份含量高，可以常温固化，应用于户外的高耐候性树脂。

关于零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂，采用环氧基与氨基反应，用于户外的相关树脂用此类制备方法在查阅的文献中还比较少，户外应用的反应型树脂，主要采用异氰酸酯和羟基反应制备耐候性的聚氨酯涂膜，但是游离异氰酸酯具有毒性，对人的身体有害，同时对环境不利。如上所述，常规的环氧树脂与氨基反应制备环氧底漆，由于其优越的附着力、防腐蚀性等特点，主要被应用于钢铁件的防护底漆，但是由于其分子链中大量醚键的存在，所以不耐紫外线，容易老化，户外应用时，很短时间就会出现粉化的问题，不能应用于户外的腐蚀防护。但是聚硅氧烷却具有优越的耐紫外线性，这是由于聚硅氧烷树脂中的Si-O键键能达452KJ/mol，比常规的C-C键356KJ/mol和C-O键的336KJ/mol等键能高出许多，所以其耐候性佳，耐紫外线性强，户外保光保色性卓越。户外应用即受到可见光的不断照射，而对涂膜破坏最大的是太阳光中的紫外线，紫外线的能量大约314～419KJ/mol，一般化学键的解离能为314～418KJ/mol，所以常规高分子材料在紫外线的照射下，都会出现不同速度的老化，而聚硅氧烷树脂由于其键能高，老化速度相比较于常规树脂就慢很多。同时地球表面太阳光谱中的波长多在300nm以上，多数有机树脂在这个波长领域非常敏感，而聚硅氧烷树脂对310nm以下波段的紫外光几乎不吸收，这是硅氧烷树脂耐候性强的主要原因。所以合成聚硅氧烷树脂，改善其成膜性差、容易龟裂、耐介质性不佳等问题，应用其高耐候性的特性具有非常实际的应用价值，以及具有更高的社会意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂及合成方法，该方法解决了聚硅氧烷成膜性差、容易龟裂、耐介质性不佳等问题，合成出的产品由于固化方式的改变同时解决了常规市场户外用聚氨酯产品中游离异氰酸酯的毒性问题、环氧树脂耐候性差易粉化问题，制备的改性树脂是高耐候性的高固低粘型环保产品。

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种零异氰酸酯室温固化的聚硅氧烷接枝改性丙烯酸酯树脂，包括如下质量比的原料：