[发明专利]一种常温固化硅质涂料

说明书

技术领域

本发明涉及耐候性好的常温固化硅质涂料的合成方法，特别是一种能常温固化，各种性能兼顾的硅质涂料。

背景技术

硅质涂料指一种主链为硅氧结构有机硅树脂，是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物，在有机溶剂如甲苯存在下，水解缩合，初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物，通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸，中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚，最后形成高度交联的立体网络结构。固化通常是通过硅醇缩合形成硅氧链节来实现的。当缩合反应在进行时，由于硅醇浓度逐渐减少，增加了空间位阻，流动性差，致使反应速率下降。因此,要使树脂完全固化,须经过加热和加入催化剂来加速反应进行。硅质涂料最终加工制品的性能取决于所含有机基度的数量，即有机基团（甲基、乙基、苯基等有机基团）R与Si的比值。一般有实用价值的硅质涂料,其分子组成中R与Si的比值在1．2～1．6之间。一般规律是，R：Si的值愈小,所得到的硅质涂料就愈能在较低温度下固化；R：Si的值愈大，热弹性要比前者好得多，固化温度也愈高，甚至有的硅质涂料要使它固化就需要在200~250℃的高温下长时间烘烤。

此外，有机基度中甲基与苯基基度的比例对硅质涂料性能也有很大的影响。有机基度中苯基含量越低，生成的漆膜越软，缩合越快，苯基含量越高，生成的漆膜越硬，越具有热塑性。苯基含量在20～60%之间，漆膜的抗弯曲性和耐热性最好。此外，引入苯基也可以改进硅质涂料与颜料的配伍性，也可改进硅质涂料与其它有机硅质涂料的配伍性以及硅质涂料对各种基材的粘附力。

要想解决硅质涂料既性能优越，又能在常温固化，是当前急需解决的问题，为硅质涂料应用，开拓更广阔空间。

发明内容：

本发明针对现有硅质涂料不足，提供一种能常温固化，又能兼顾硅质涂料硬度、热塑性、粘附力等性能的硅质涂料。

本发明要解决的技术问题所采取技术方案如下：所述常温固化硅质涂料主要由两官能度硅烷、三官能度硅烷和四官能度硅烷混合物加入到溶剂中的水解预聚体和聚硅氮烷混合树脂混合组成，所述聚硅氮烷混合树脂由甲基聚硅氮烷树脂和全氢聚硅氮烷树脂在氮气保护的烧瓶中混合而成，所述水解预聚体为有机基度中有机基团R与Si的比值产1.2～1.6、有机基度中苯基含量为20～60wt%的硅氧烷水解预聚体。

本发明所述常温固化硅质涂料两官能度硅烷、三官能度硅烷和四官能度硅烷混合物加入到溶剂中的水解预聚体固含量和聚硅氮烷混合树脂比例为10:1～2，优选10:1。

本发明常温固化硅质涂料进一步所述甲基聚硅氮烷树脂，全氢聚硅氮烷树脂的主链结构为硅氮键结构的三、四官能度聚合树脂。有极强反应活性，可以使本发明硅质涂料在常温或更低温度条件下硅羟基、硅氮基缩合交联，短时间内就能固化。在固化过程，硅氮键存在，会吸收空气水分水解并与基材表面羟基缩合，可以促进涂料与基材附着力，改善涂料物理性能。

本发明常温固化硅质涂料中甲基聚硅氮烷树脂，全氢聚硅氮烷树脂混合比例会影响硅质涂料固化速度，混合比例优选1：1混合。

本发明所述常温固化硅质涂料还可以外加颜料、流平剂等助剂。

所述两官能度硅烷为二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷甲基苯基二乙氧基硅烷等；所述三官能度硅烷为甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等；所述四官能度硅烷为四氯硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯等。

所述两官能度硅烷、三官能度硅烷、四官能度硅烷优选烷氧基硅烷，进一步优选甲氧基硅烷。

本发明所述两官能度硅烷、三官能度硅烷、四官能度硅氧烷水解预聚体是两官能度硅烷、三官能度硅烷、四官能度硅氧烷混合在溶剂中水解缩合时留有一部分硅羟基不缩合的水解产物（水解预聚体）。

本发明所述本发明硅质涂料最终加工制品的性能取决于所含有机基度的数量即有机基团（甲基、乙基、苯基等有机基）R与Si的比值。一般有实用价值的硅质涂料,其分子组成中R与Si的质量分数比值优选在1．2～1．6之间。即使R：Si的值较大，所得到的硅质涂料也可以在常温下短时间固化，无需外加催化剂或烘烤。