[发明专利]有机硅改性水性聚酯分散体及其制备方法与水性涂料

说明书

本发明涉及一种有机硅改性水性聚酯分散体及其制备方法与水性涂料，制备所述有机硅改性水性聚酯分散体的原料包括以下重量份的组分：多元醇10份‑18份、有机硅中间体7.5份‑20份、催化剂0.03份‑0.05份、二元酸5份‑11份、具有接枝活性官能团的单体1份‑3份、助溶剂7份‑13份、混合单体3份‑10份、引发剂0.5份‑1.5份、有机胺1份‑2份及去离子水40‑60份；所述混合单体为丙烯酸类单体。采用重量份为10份‑18份的多元醇及5份‑15份的二元酸，使得有机硅改性水性聚酯的封端官能团含有较多羟基及羧基，在高温固化成膜时，羧基及羟基交联反应成膜，因此含有本发明有机硅改性水性聚酯分散体的涂料在喷涂过程中无需额外加入固化剂，所得涂膜具有优异的附着力、耐水性和耐高温性能。

技术领域

本发明涉及聚酯树脂材料技术领域，特别是涉及有机硅改性水性聚酯分散体及其制备方法与水性涂料。

背景技术

有机硅树脂和聚酯树脂作为树脂材料中极其重要的两类，这两类树脂虽具有一定的特性，但也存在一定缺陷。有机硅树脂具有优良的耐热性、耐候性、电绝缘等性能，但存在机械强度、附着力和耐溶剂性能差等问题。而聚酯树脂具有丰满度高、光泽度高、附着力良好、耐化学药品性优异、涂膜硬度高的特性，但其耐高温性和施工性差等缺陷。

目前国内外相继制定了严格的环保法来限制挥发性有机化合物(VOC)向大气排放，溶剂型涂料将逐渐被水性涂料、粉末涂料所取代。但目前市面上几乎所有的有机硅改性聚酯树脂均为溶剂型树脂，国内市场上并未发现有有机硅改性水性聚酯树脂。

发明内容

基于此，本发明提供一种有机硅改性水性聚酯分散体，具有合适的粘度、良好的储存稳定性，由该树脂制得的水性涂料可用水稀释，具有良好的耐热性、耐水性和柔韧性。

一种有机硅改性水性聚酯分散体，制备有机硅改性水性聚酯分散体的原料包括以下重量份的组分：

混合单体为丙烯酸类单体。

上述有机硅改性水性聚酯分散体，先采用多元醇与有机硅中间体进行改性，再与含有双键官能团的二元酸反应制备出不饱和聚酯树脂，接枝提供水溶性及功能性的丙烯酸类单体，使其支链上带有多个羧基，因而具有水溶性，且这种结构对酯键具有一定的保护作用，从而增强树脂的稳定性及涂膜的耐水性，而且稳定性佳，在常温下存储6个月无明显分层、沉淀等问题；另外，采用重量份为10-18份的多元醇及5-15份的二元酸，使得有机硅改性水性聚酯的封端官能团含有较多羟基及羧基，在高温固化成膜时，羧基及羟基交联反应成膜，因此含有本发明有机硅改性水性聚酯分散体的涂料在喷涂过程中无需额外加入固化剂，所得涂膜具有优异的附着力、耐水性和耐高温性能。

在其中一个实施例中，多元醇选自新戊二醇、甲基丙二醇、乙二醇、1,2-丙二醇，1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙基丁基丙二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油和季戊四醇中的一种或几种。

在其中一个实施例中，有机硅中间体为含有活性SiOH或者SiOR，同时其重均分子量为800-2000g/mol。

在其中一个实施例中，催化剂为钛酸酯类催化剂。

在其中一个实施例中，二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、壬二酸、丁二酸、戊二酸、1,4-环己烷二甲酸、邻苯二甲酸酐和六氢化邻苯二甲酸酐的一种或几种。

在其中一个实施例中，具有接枝活性官能团的单体选自马来酸酐、富马酸、衣康酸、丁烯酸和四氢苯酐中的一种或几种。

在其中一个实施例中，助溶剂选自异丙醇、异丁醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚中的一种或几种。