[发明专利]一种低表面能刷形有机硅分子及其制备和在涂层中的应用

说明书

本发明属于高分子功能材料领域，公开了一种低表面能刷形有机硅分子及其制备方法和在涂层中的应用。本发明的刷形有机硅分子主链聚硅氧烷链段可提供防粘附性能所需的低表面能，侧链烷基链使有机硅分子可与丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚酯类、环氧树脂类等各种类工业通用树脂具有较好相溶性。此外，通过调节侧链亲水性，可实现有机硅分子水溶性并应用于通用水性涂料体系。在丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、环氧树脂等涂层中加入少量该种刷形有机硅分子，即可降低涂层表面能，赋予涂层防污低粘附的显著功能，同时使涂层具有爽滑的手感。通用涂层材料应用广泛，使该种有机硅分子具有广阔的应用前景和可观的经济与社会效益。

技术领域

本发明属于高分子功能材料领域，特别涉及一种低表面能刷形有机硅分子及其制备方法和在涂层中的应用。

背景技术

低粘附涂层在防涂鸦、防指纹、防污自洁、抗微生物粘附、输送管道防堵、防冰、防雾、液体凝结收集等方面显示出很好的应用前景。荷叶、猪笼草等仿生防粘附材料近年来在学术领域已成为研究热点，但仿生材料微纳米结构制备的复杂性、有限的稳定性和环境适应性长期制约着这些低粘附材料的技术转化和相关产品开发。

相对而言，低表面能聚合物涂层材料具有成本低、制备简单，化学和机械性能稳定等显著优势。通用树脂中包括丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚酯类、环氧树脂类等各种类树脂在自身物化性能特点的基础上在不同基材、成膜条件、及不同领域应用。如为实现涂层低粘附功能，对各类细分树脂进行结构设计和低表面能修饰会对研究开发、定型的工业化成产工艺和设备提出一系列的挑战。

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低表面能刷形有机硅分子。

本发明另一目的在于提供上述低表面能刷形有机硅分子的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述低表面能刷形有机硅分子在涂层中的应用。

本发明的再一目的在于提供一种由上述低表面能刷形有机硅分子制备得到的低粘附防污涂层。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种低表面能刷形有机硅分子，其主要由以下方法制备得到：在溶剂和催化剂存在条件下，含氢硅油与含有环氧丙烷链(PO)和环氧乙烷链(EO)的聚醚通过硅氢加成反应制备得到目标产物低表面能刷形有机硅分子。反应式如下所示：

所述的含氢硅油为含氢量为0.01-0.5％的含氢硅油；其结构式可为如下所示结构：

其中，a＝0-60，b＝1-40，优选为a＝0-50，b＝1-30，更优选为a＝0-15，b＝1-15。

所述的含有环氧丙烷链(PO)和环氧乙烷链(EO)的聚醚的结构式如下所示：

其中，m＝0-40，n＝0-40，优选为m＝0-30，n＝0-30，更优选为m＝2-15，n＝5-30。

所述的含有环氧丙烷链(PO)和环氧乙烷链(EO)的聚醚和含氢硅油的用量满足：含有环氧丙烷链(PO)和环氧乙烷链(EO)的聚醚中的碳碳双键与含氢硅油中的硅氢键的摩尔比≤1，优选为1；

所述的溶剂为甲苯、苯、正丁醇、异丙醇、丁酮、丙酮、乙二醇单丁醚等中的一种或多种混合；优选为甲苯、正丁醇、异丙醇等中的一种或多种混合；

所述的催化剂为氯铂酸等催化剂；所述的催化剂的用量满足催化剂的量为反应有效成分质量的0-3％，其中的有效成分为含有环氧丙烷链(PO)和环氧乙烷链(EO)的聚醚和含氢硅油；

所述的硅氢加成反应是指在60-150℃反应1-6h。