[发明专利]用于涂料的聚硅氧烷改性的多异氰酸酯

说明书

技术领域

本发明一般涉及异氰酸酯封端的聚硅氧烷材料，并且更特别地涉及用作涂料中的固化剂、硬化剂或共反应剂的异氰酸酯封端的聚硅氧烷材料。

背景技术

典型的双组分聚氨酯体系由异氰酸酯反应性聚合物与异氰酸酯或多异氰酸酯组成。“双组分”(也称作2K)简单地描述了由分开包装的基础涂料与硬化剂两者构成的涂料体系。在应用涂料之前，将基础涂料与硬化剂以预定的比混合以引发化学反应。这种涂料混合物在一段时间内保持可用，称为贮存期，贮存期根据配方而变化。化学反应持续进行直到最终发生胶凝化为止。例如，双组分聚氨酯可由作为基础的多元醇和作为硬化剂的多异氰酸酯构成。

发现聚硅氧烷已经进入许多领域中，包括医疗领域和非医疗领域。聚硅氧烷的医疗应用包括假体、人造器官、面部重建、导管、人工皮肤、隐形眼镜和药物递送系统。非医疗的应用包括高性能的弹性体、膜、电绝缘体、防水剂、防沫剂、脱模剂、粘合剂和保护涂料、用于农用化学品的释放控制剂，以及液压流体、传热流体和介电流体。由于与其他聚合物相比，聚硅氧烷具有赋予期望特性的能力，所述特性例如改善的耐化学性、改善的耐候性、改善的柔性、增加的疏水性以及较大的透气性(同时保持对颗粒的不可渗透)，因此增加了聚硅氧烷在涂料中的使用。此外，聚硅氧烷具有较低的表面能(即较低的表面张力)，因此可提供较高的防滑性和较大的润湿性，这就是为什么硅氧烷已主要用作涂料添加剂。这可为涂料带来较低的粘度并减少对溶剂的需求，对溶剂需求的减少可降低涂料体系的挥发性有机物含量(VOC)。然而，单独的聚硅氧烷并不产生期望的涂料，因为其非常脆。

发明内容

已经发现可将聚氧硅烷有益地并入到异氰酸酯中以产生保留异氰酸酯功能性的异氰酸酯封端的聚硅氧烷材料。所得异氰酸酯封端的聚氧硅烷可通过进一步与异氰酸酯反应性聚合物例如多元醇反应来优选地用作双组分聚氨酯体系的硬化剂。这优选地使得聚硅氧烷有益地并入传统的涂料体系例如丙烯酸类树脂、聚酯、环氧树脂和聚氨酯中，已经考虑到无机涂料和有机涂料两者的优势从而和谐地产生可用的且坚固的涂料。

在本发明的另一个方面中，优选的异氰酸酯封端的聚硅氧烷材料可优选地通过以下来形成：部分地水解甲氧基官能化甲基苯基聚硅氧烷树脂以形成硅烷醇官能化树脂，然后使其与多异氰酸酯反应得到异氰酸酯封端的聚硅氧烷硬化剂，其中NCO基团之一与直接与硅连接的OH基团反应。异氰酸酯封端的聚硅氧烷硬化剂包含至少一个但更优选两个可与第三组分的异氰酸酯反应性官能团发生反应的异氰酸酯基团。

附图说明

为了更完整地理解本发明以及进一步理解其优点，现在参照以下结合附图的描述，在附图中：

图1是来自实施例1的未经改变的甲基苯基聚硅氧烷中间体树脂之FTIR分析图，其示出了在纵坐标轴上的透光百分率和在横坐标轴上以cm^-1计的波长；

图2是来自实施例1的20％水解的甲基苯基聚硅氧烷中间体树脂之FTIR分析图，其示出了在纵坐标轴上的透光百分率和在横坐标轴上以cm^-1计的波长；

图3是来自实施例1的甲基苯基硅氧烷中间体的水解反应的馏出物的GC分析图；

图4是实施例1的异氰酸酯封端的聚硅氧烷硬化剂的FTIR分析图，其示出了在纵坐标轴上的透光百分率和在横坐标轴上以cm^-1计的波长；

图5是与丙烯酸聚酯多元醇混合的实施例1的异氰酸酯封端的聚硅氧烷硬化剂之FTIR分析图，其示出了在纵坐标轴上的透光百分率和在横坐标轴上以cm^-1计的波长；

图6是对标准的白色丙烯酸聚酯涂料相对于根据本发明的白色和红色丙烯酸聚酯聚硅氧烷涂料的光泽度进行比较的图，其示出了在纵坐标轴上的在60度处的光泽度百分数和在横坐标轴上以小时计的时间；

图7是对标准的白色丙烯酸聚酯涂料相对于根据本发明的白色和红色丙烯酸聚酯聚硅氧烷涂料的DL值和DE值进行比较的图，其示出了在纵坐标轴上的DL值和DE值和在横坐标轴上以小时计的时间；

图8是对标准的白色丙烯酸聚酯涂料相对于根据本发明的白色和红色丙烯酸聚酯聚硅氧烷涂料的DE值进行比较的图，其示出了在纵坐标轴上的DE值和在横坐标轴上以小时计的时间。

具体实施方式