[发明专利]一种水性大分子量硅烷偶联剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性大分子量硅烷偶联剂及其制备方法，该硅烷偶联剂解决了现今普通硅烷偶联剂在水性体系应用中，易发生水解自聚导致失效，从而失去对金属、玻璃、无机材料表面的粘附力技术问题；该硅烷偶联剂原料按质量份数计包括：分子量调节剂0‑10份、单体50‑80份、交联单体0‑10份、催化剂0‑1份、pH调节剂0‑1份。该硅烷偶联剂通过其水解后硅醇的有限自聚，使其又不易自聚成凝胶状态，保证了在含水情况下硅烷偶联剂的有限稳定性，并提高了偶联剂的有限活性，使其既能保证涂层和基材的粘附力，也能使其由足够的硅含量保证原有的疏水性，提高作用后涂层的粘附力和持久性。

技术领域

本发明涉及水性硅烷偶联剂领域，具体涉及一种水性大分子量硅烷偶联剂及其制备方法。

背景技术

近几年，随着我国经济的快速发展，环境恶化的问题却也日益突出，人们对环保及健康生活的理念也越来越强烈。针对工业及生活中常用的涂料，大家不仅希望能提高品质，也希望能更加的环保，为此也不断推出了各种类型的涂料，其中以近年来快速发展的水性涂层、胶黏剂等材料为例，其是以水作为溶剂，这样不仅能节省大量资源，而且由于其优良的性能，能消除施工时火灾的危险性；同时，由于仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，因此改善了作业环境条件；此外，水性涂料、胶黏剂在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，对材质表面适应性好，涂层附着力强，并且涂装工具可用水清洗，大大减少了清洗溶剂的消耗；另外，还能降低对大气的污染，减少VOC的排放，保护环境。但现今溶剂型涂层或者胶黏剂中的溶剂不含水，市面上普通的偶联剂可以直接添加至体系中，并且可以长期稳定存在，而目前用水为介质替换原有的溶剂，这样普通硅烷偶联剂在含水情况下，极容易水解自聚失效，从而失去对金属、玻璃、无机材料表面的粘附力，所以这就需要一种能够在水性体系种稳定存在，并能保持和在溶剂型体系一样，且具有优异的性能的水性硅烷偶联剂来完善我们的水性体系。

为了解决上述的技术问题，从业者也想尽办法加以改进，比如公告号为CN1120186C、CN103992437B、CN106893112A等专利及申请，其技术方案都能达到一定的效果，其中多数都是采用丙烯酸单体与含有不饱和键的硅烷偶联剂聚合形成大分子量的硅烷偶联剂，也有用硅烷偶联剂烷基链上面的氨基、环氧基等基团接枝到丙烯酸或者聚氨酯、聚酯结构上，这种硅烷偶联剂，虽然保留了一部分硅烷偶联剂的性能，但是却失去了偶联剂与涂层或者胶黏剂层的反应能力，导致树脂层和基材的粘附力大大下降，并且硅含量的降低，直接导致树脂层和基材再受到水以及含水电解质侵蚀的状况下，疏水能力下降，且随着时间的推移，树脂层和基材被破坏的概率也进一步上升；此外，在上述专利的技术方案中，其合成时需要引入了大量的溶剂，这样还会提高加工成本，且造成造成环境污染。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性大分子量硅烷偶联剂及其制备方法，该硅烷偶联剂解决了现今普通硅烷偶联剂在水性体系应用中，易发生水解自聚导致失效，从而失去对金属、玻璃、无机材料表面的粘附力技术问题；该硅烷偶联剂通过其水解后硅醇的有限自聚，使其又不易自聚成凝胶状态，保证了在含水情况下硅烷偶联剂的有限稳定性，并提高了偶联剂的有限活性，使其既能保证涂层和基材的粘附力，也能使其由足够的硅含量保证原有的疏水性，提高作用后涂层的粘附力和持久性。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种水性大分子量硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂按质量份数计，原料包括：分子量调节剂0-10份、单体50-80份、交联单体0-10份、催化剂0-1份、pH调节剂0-1份。

优选地，所述硅烷偶联剂按质量份数计，原料包括：分子量调节剂0-10份、单体60-80份、交联单体0-8份、催化剂0-1份、pH调节剂0-1份。

优选地，所述分子量调节剂为水。