[发明专利]一种有机硅改性的PAE树脂、制备方法及其A类阻燃涂料

说明书

本发明公开了一种有机硅改性的PAE树脂、制备方法及其A类阻燃涂料，利用马来酸二甲酯与聚硅硼氧烷的酯交换反应获得马来酸聚硅硼氧烷酯，再与氨基双封端的四甲基二硅氧烷衍生物通过迈克尔加成反应获得有机硅改性的PAE树脂。该树脂可用于复配PAE聚脲树脂，具备优秀的防滑、耐磨、耐污特性之外，还具备优异的耐火性能，在防火性能测试中的防火等级被评定为A级。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物化学领域，具体地说涉及一种有机硅改性的PAE树脂、制备方法及其A类阻燃涂料。

背景技术

现有防滑，耐磨，耐污，保温的有机地坪，防火等级不高，容易燃烧并产生浓烟，限制了材料的使用，在医院、学校、实验室等场景需要地坪具有耐污、防滑、防火且无毒的特性。尤其是大部分聚天门冬氨酸酯聚脲地坪无法达到A级防火等级。

中华人民共和国公安部与住房和城乡建设部就建筑外保温系统制定了相关标准规范，在《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)第二条中规定了：民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。按照我国《建筑材料及制品燃烧性能分级GB 8624-2006》的相关规定，A级铺地材料应同时满足GB/T 5464-2010不燃性试验(ΔT≤30℃，Δm≤50％，tf＝0s)和GB/T 14402-2007燃烧热值试验(PSC≤2.0MJ/kg)。

中国专利CN105602424A公开了一种“耐候无卤阻燃绝缘聚脲涂料”，其采用的耐候聚天门冬氨酸树脂带有仲氨基可与异氰酸反应的形成聚脲结构的树脂，但其本身的阻燃效果并不好；其他技术大多从异氰酸酯改性角度入手，获得的产品阻燃效果有限。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种利用马来酸二甲酯进行合成的有机硅改性的PAE树脂的制备方法及该方法制备获得的PAE树脂；本发明还有一个目的是提供前述树脂用于制备的A类阻燃涂料组合物。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种有机硅改性的PAE树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)向马来酸二甲酯与聚硅硼氧烷的二甲苯溶液中加入催化剂进行酯交换反应，加热回流后真空脱除二甲苯溶剂，获得马来酸聚硅硼氧烷酯；

(2)利用马来酸聚硅硼氧烷酯与氨基双封端的四甲基二硅氧烷衍生物，通过迈克尔加成反应获得有机硅改性的PAE树脂。

本发明所述的聚硅硼氧烷(SiOB)为四甲氧基硅烷或正硅酸乙酯与硼酸、水的醇溶液在催化反应下合成的聚合物。聚硅硼氧烷的制备方法和相关的合成理论参见“余硼等，聚硅硼氧烷改性环氧树脂的合成和性能研究[D]，合肥：合肥工业大学，2011”。在本发明中，催化反应是在60-80℃下反应2-3小时。所述的醇溶液中的醇来自包括但不限于乙醇、丙醇、异丙醇的任意一种或多种的组合。为了保证获得无色透明的小分子单羟基聚硅硼氧烷，本发明在合成时将四甲氧基硅烷或正硅酸乙酯与硼酸的摩尔比调整为(2～3)∶1，水加入的摩尔数＝四甲氧基硅烷/正硅酸乙酯摩尔数/2-硼酸摩尔数。当四甲氧基硅烷/正硅酸乙酯与硼酸的摩尔比为2∶1时，水加入量为原料总重量得0.01％-0.1％。如增加硼酸的含量，聚硅硼氧烷的聚合度会大大增加，生成多羟基高分子物质，不利于后面与马来酸二甲酯的酯交换反应。

所述氨基双封端的四甲基二硅氧烷衍生物选自包括但不限于1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷聚合物的任意一种。氨基双封端的四甲基二硅氧烷衍生物平均分子量为200-2000，优选地，平均分子量为200-500。

进一步地，所述马来酸二甲酯与聚硅硼氧烷的摩尔比为1∶(2-2.4)；更优选地，前述的摩尔比为1∶2.1，从而保证马来酸二甲酯在酯交换中的甲酯基被充分取代。

进一步地，所述步骤(1)中的回流温度优选为140-160摄氏度，回流反应3-10个小时。优选地，回流反应时间为6个小时。