[发明专利]一种丙烯酸有机硅水乳型涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种丙烯酸有机硅水乳型涂料及其制备方法和应用。

背景技术

涂料水性化是当今环保节能减排的一项重要措施。液态的聚二甲基硅氧烷水乳液制备技术已相对完善，但因其没有交联基团，不能在室温下干燥成膜；以有机硅树脂为主要成膜物配制的有机硅涂料则具有成膜性和有机硅聚合物本身的优良的耐高低温性、抗水性、耐化学药品性和特殊的表面特性，在制备溶剂型涂料中有着突出的性能和诱人的应用前景。但由于硅树脂的高度交联结构，难于直接在机械高速分散下实现在水中的分散并制备出稳定的硅树脂水乳液。以硅树脂的低粘度前躯体硅烷为原料进行的乳化聚合方法制得的硅树脂乳液通常很不稳定，实际应用极为有限。

聚硅氧烷具有低的表面张力和优异的防水耐沾污性能，有非常好的耐水、耐潮湿和防粘效果，是防水材料、隔离剂的理想材料之一，但需要热（150～200℃）固化，浸润性不好、对基体材料附着不好，温度较高时漆膜的机械强度不好，特别是聚硅氧烷水乳液，分散成膜性不佳，在基材表面分散不均匀，干燥过程中极易产生局部聚拢形成花斑。

为改善水乳型有机硅的附着力和成膜性，人们引入了具有优异成膜性和良好附着力的丙烯酸酯类聚合物。目前有机硅改性丙烯酸酯类聚合物乳液由于分子设计和制造工艺的限制，有机硅含量很低，在聚合物中常低于10%，当有机硅含量提高时乳液极不稳定，在制备乳液时就发生大量的凝胶甚至交联固化。由于丙烯酸酯类聚合物与有机硅聚合物的相容性问题，涂膜常会产生宏观相分离，严重影响涂膜的性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种丙烯酸有机硅水乳型涂料。该涂料中有机硅含量在聚合物（液体含氢聚甲基硅氧烷与丙烯酸聚合物）中可高达10%以上，液体含氢聚甲基硅氧烷和丙烯酸聚合物还可在较宽范围内复合形成不同用途的涂料，不同比例分别得到以丙烯酸聚合物为主的有机硅改性丙烯酸聚合物涂料和以液体含氢聚甲基硅氧烷为主的丙烯酸改性有机硅涂料，均可在室温下固化，且具有优良的渗透成膜性和防水耐酸碱性及耐候性能。

本发明另一目的在于提供一种上述丙烯酸有机硅水乳型涂料的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述丙烯酸有机硅水乳型涂料在建筑基材的表面防护，陶瓷电容器、包装材料的离型膜、离型涂料、脱模剂中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种丙烯酸有机硅水乳型涂料，包含以下重量份计的组分：水100份；乳化剂0.1～4份；液体含氢聚甲基硅氧烷5～20份；丙烯酸聚合物5～50份。

所述的液体含氢聚甲基硅氧烷指含氢甲基硅油和烯丙基缩水甘油醚硅氢加成改性含氢甲基硅油中的至少一种。

优选地，所述液体含氢聚甲基硅氧烷中活性硅氢键的氢含量为聚甲基硅氧烷总量的0.15～1.5wt%。

当液体含氢聚甲基硅氧烷中氢含量低于0.15wt%时，因与丙烯酸聚合物反应速度过慢，且交联程度不足而不易成膜。当含氢量高于1.5wt%时，所得的丙烯酸有机硅水乳型涂料在室温放置时容易产生较多的氢气，储存时容易形成胀气，且影响涂料的成膜，导致气孔的出现。

所述的乳化剂指含不饱和双键的乳化剂。乳化剂用于制备含氢聚甲基硅氧烷水乳液。

优选地，所述的乳化剂指失水山梨醇油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯中的至少一种。

所述的失水山梨醇油酸酯包括单酯、双酯和三酯，如斯潘-80（S-80）、斯潘-83（S-83）和斯潘-85（S-85）中的至少一种。

所述的聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯包括单酯、双酯和三酯，如吐温-80（T-80）、吐温-83（T-83）和吐温-85（T-85）中的至少一种。

更优选地，所述的乳化剂指S-80和T-80。

本发明所用液体含氢聚甲基硅氧烷，分子中含有活性硅氢键，与乳化剂分子斯潘、吐温中的油酸酯单元碳碳不饱和双键发生微相互作用并可缓慢形成化学键而成为有机硅聚合物，在外力作用下容易分散在胶束中，硅氢键及不饱和碳碳双键排向胶束内部，乳化剂分子中的极性聚氧乙烯链节排向胶束外部并与水分子相互作用，形成稳定的乳液。

所述的丙烯酸聚合物指水乳型丙烯酸共聚物和水可分散性丙烯酸聚硅氧烷中的至少一种。

优选地，所述丙烯酸聚合物中的丙烯酸和甲基丙烯酸单元总含量为聚合物固体含量的10～30wt%。