[发明专利]一种环保型高强度弹性涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型高强度弹性涂料及其制备方法。本发明以八甲基环四硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷作为主要单体，六甲基二硅氧烷作为封端剂，采用阳离子开环乳液聚合的方法，制备了含有双键的聚硅氧烷乳液。并以含有双键的聚硅氧烷乳液作为种子乳液，以丙烯酸酯单体、多官能度交联单体为主要单体，在聚硅氧烷与聚丙烯酸酯之间建立化学键合，同时通过多种反应性基团、三官能度单体和异氰酸酯固化剂的引入，建立三维交联网络结构，从而制得了环保型高强度丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷弹性涂料。本发明制备的丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷乳液粒径均匀，产品稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种弹性涂料及其制备方法，尤其涉及环保型高强度丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷弹性涂料及其制备方法。

背景技术

随着环保法律法规的健全和人们环保意识的加强，溶剂型涂料的使用范围受到限制，水性涂料的研究日益受到重视。由于聚丙烯酸酯类聚合物主链为饱和碳碳键结构，多为线性聚合物，耐寒性、耐溶剂性和耐水性较差，在一定条件下，甚至会发生分解，并且存在典型的“热黏冷脆”现象。而聚硅氧烷是以Si-O为主链的有机硅聚合物，具有较高的热稳定性，同时分子链更为柔顺，Tg也更低，具有极好的耐高温、耐低温性能，电绝缘性和化学稳定性优良，并且表面活性、憎水防潮和生理惰性等较为突出。但它的大分子链之间的相互作用力较弱，导致物理机械性能较差，且与其它聚合物相容性较差，这些限制了它的应用。

将聚硅氧烷和聚丙烯酸酯这两类物质结合在一起，可以得到兼具二者优异性能的新型乳液，使乳液和胶膜性能得到明显改善。目前，制备硅丙乳液的方法主要有两种，一个是物理共混法(冷混合法)，另一个是化学共聚法。冷混合法操作简单，是改善材料耐寒性、耐热性并达到综合物理性质的重要途径，但是由于两者结构与极性相差很大，单纯的物理共混极易发生相分离，导致共混乳液稳定性不高，改性效果不佳。第二种是化学改性法。化学改性法从聚合方法考虑，主要分为本体共聚、溶液共聚和乳液共聚三种方法。化学改性法分为两种：第一种是首先将活性基团(-OH、-NH₂、-CH-O-CH-等)引入有机硅树脂，让PA分子链上的官能团与其反应，从而达到改性目的；第二种是将双键引入，利用双基的活性与丙烯酸酯单体共聚，从而制得产品。化学改性是将两者以化学键的形式键合在一起，实现了结构上的改性，是分子级改性，制得的产品稳定性较佳。但水性弹性涂料的性能与溶剂性涂料仍然存在一定差距，如力学性能和耐水性较差，如何在保证涂膜高断裂伸长率的同时，提高拉伸强度亦是函待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种环保型高强度丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷弹性涂料及其制备方法，本发明制备的丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷乳液粒径均匀，产品稳定性好。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种环保型高强度弹性涂料的制备方法，包括以下步骤：

a)按重量份计，向反应器内加入40～50份水，0.5～1份非离子表面活性剂，0.5～1份阴离子表面活性剂，4～8份八甲基环四硅氧烷，0.4～1份四甲基四乙烯基环四硅氧烷，在70～80℃反应3～4小时后，加入0.2～0.8份六甲基二硅氧烷，继续充分反应后，停止加热，冷却至室温，制得聚硅氧烷乳液；

b)以步骤a)制备的聚硅氧烷乳液为种子乳液，向其中加入40～50份聚硅氧烷乳液、1～1.75份烷基醇聚氧乙烯(3)硫酸铵盐和0.5～1份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，搅拌均匀后制得混合溶液A；

c)将60～80份丙烯酸酯类单体和10～40份交联剂单体，滴加至混合溶液A中，再加入0.1～0.3份水溶性引发剂，充分反应后，制得丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷乳液；

d)以丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷乳液为基体树脂，按照100份基体树脂与20份浆料、0.2份消泡剂、0.2份润湿剂、3份成膜剂、0.15份流平剂、0.1份增稠剂、2份固化剂顺序复合；制得环保型高强度丙烯酸酯多重交联改性聚硅氧烷弹性涂料。