[发明专利]有机硅改性丙烯酸固体树脂及制备方法

说明书

本发明涉及热塑性有机硅改性丙烯酸固体树脂及制备方法。

近年来，美国、法国已成功合成了能溶解于低毒、无刺激性气味的以脂肪烃为主的石油溶剂的固体丙烯酸树脂，并大量用于生产外墙、内墙建筑涂料、金属防腐、防火等专用涂料，以ICI为例，1998年其丙烯酸固体树脂的产量达到8000吨，发展势头良好。据介绍，西欧各国大量采用这种涂料来装饰建筑物外墙面。美国、英国许多世界著名建筑也采用这类外墙涂料装饰。国内的上海建筑科学研究院、上海合成树脂研究所对制备丙烯酸类固体树脂也进行了研究，并形成500吨/年的规模，并有专利发表。如专利96116564.2中介绍了涂料用固态丙烯酸树脂的制备方法：由丙烯酸单体通过悬浮聚合和乳液聚合共聚而成，所得固体树脂可溶解于脂肪烃中。在丙烯酸固体树脂的应用方面，北京市建筑材料科学研究院利用丙烯酸固体树脂研制了外墙建筑涂料，并应用于建筑外墙涂装，取得了较好的应用效果。青岛海健制漆有限公司利用丙烯酸固体树脂制备海洋涂料，北京振利高新技术公司利用该树脂制备制备光反射涂料，上述单位所用树脂均为国外进口。

目前从CA、中国化学文摘库、中国化工文摘库、中国专利文摘库中尚未检索到有关有机硅改性丙烯酸固体树脂方面的文献。

本发明目的在于以新开发的一种有机聚硅氧烷大分子作为聚合单体之一，将其与(甲基)丙烯酸酯类和乙烯基单体进行悬浮聚合而制得有机硅改性丙烯酸固体树脂。本发明还提供其制备方法。

本发明的有机硅改性丙烯酸固体树脂，是由(甲基)丙烯酸酯、乙烯基功能性单体原料在引发剂的作用下以悬浮聚合的方式得到的，其特征在于加入有机聚硅氧烷单体参加悬浮聚合，该有机聚硅氧烷单体的分子结构为：式中Q＝1～5，

S＝10～60，

R₆为CH₂＝CH-或CH₂＝CH(CH)₃COO(CH₂)₃-，

R₁为甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基或苯基，优选甲基。

R₂为甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基或苯基。

上述有机聚硅氧烷的分子量为1000～8000，乙烯基含量为0.1～0.8mol/100g。

合成该有机聚硅氧烷大分子的主要原料为：

1、通式为〔Si(R₁R₂)-O〕_n的环硅氧烷，式中R₁、R₂可以是甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、苯基，n为3～30。较好的有：六烷基环三硅氧烷、八烷基环四硅氧烷、十烷基环五硅氧烷、十二烷基环六硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷等，可以由其中的1～4种组成。也可以与乙烯基三甲(乙)氧基硅烷配合使用，其中六烷基环三硅氧烷、八烷基环四硅氧烷最为常用，两者可以任意比例复配。其它的也可以以任意比例复配。

2、通式为：〔Si(CH2＝CH)m(R₃)_2n-m-O)_n的乙烯基硅氧烷，式中R₃可以甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、苯基，n为1～30，m为1～60或通式为CH₂＝CH(CH₃)COO(CH₂)₃Si(CH₃O)₃的乙烯基有机聚硅氧烷。其中乙烯基硅氧烷较好的有乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三甲(乙)氧基硅烷。

3、封端剂：去离子水和低分子量的硅氧烷或聚硅氧烷，其中，低分子量的硅氧烷或聚硅氧烷的通式表示为：

         Si(CH₃)₃O〔-Si(R₄R₅)-O-〕_pSi(CH₃)₃

式中R₄、R₅为甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基或苯基；P≥1。

4、催化剂，催化剂为酸性催化剂，用量为反应原料总量的0.1～5％或碱性催化剂，用量为反应原料总量的0.1～5％。酸性催化剂为硫酸、酸性白土等，碱性催化剂可以选用氢氧化钾、氢氧化钠或四甲基氢氧化铵。

上述原料加热进行反应。环硅氧烷、乙烯基硅氧烷、封端剂的使用量为环硅氧烷∶乙烯基硅氧烷∶封端剂＝(76.2～86.9)∶(3.8～19.7)∶(4.1～18.6)％(m).