[發(fā)明專利]一種具有互穿網絡型結構的有機硅-聚乙烯醇縮丁醛涂料(簡稱S-PVB)及制備方法

無效

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• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN104341888A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 董思偉;張彧;張榕本
• 申請（專利權）人: 董思偉;艾安艾斯風險及技術管理有限責任公司;張榕本
• 主分類號: C09D129/14
• 分類號: C09D129/14;C09D183/06;C09D7/12;C09D5/34;C09D5/08
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技術領域

本發(fā)明涉及一種具有互穿網絡型結構的新型無毒、無味有機硅-聚乙烯醇縮丁醛涂料(簡稱S-PVB)及其制備方法。?

背景技術

涂料，由于具有防止水分、日光、空氣及其它污染物的破壞和侵蝕作用，并有光亮、美觀的裝飾效果，所以已成為一種重要的建筑材料。但是，現(xiàn)在廣泛使用的涂料多為有機聚合物，無論是成膜材料本身和稀釋用的溶劑或稀料在成膜過程中，均會釋放毒性揮發(fā)物而污染環(huán)境。特別是釋放出的甲醛和苯類等會引起癌癥等多種疾病，嚴重危害人們健康。為了避免溶劑的危害，人們研制出無溶劑涂料和水性涂料。前者雖然避免了溶劑的危害，但綜合性能不佳或施工條件苛刻而受到限制。后者包括水溶液型或乳液型涂料正越來越受到重視并成為涂料發(fā)展的的重要方向。但與現(xiàn)有常用涂料相比，目前這種水性涂料仍然存在耐水、耐老化及抗污性欠缺或成本過高而尚未獲得廣泛應用。所以，探索和開發(fā)對環(huán)境友好，對人體健康無害，并具有良好綜合性能的新型涂料是國內外涂料界亟待解決的問題。?

我們知道，在眾多常用有機溶劑中，乙醇的毒性最小，便宜又易揮發(fā)除凈，所以它成為我們制備綠色環(huán)保型涂料選擇溶劑的首選。而能在乙醇中易溶的成膜高分子中，醇溶性蟲膠漆片力學性能、裝飾性能及抗老化性能均存在嚴重不足，難以獲得廣泛應用。而醇溶性尼龍或醇溶性纖維素(如乙基纖維素)本身強度、硬度、耐候、耐紫外等方面也存在不足不宜作為涂料使用。而聚乙烯醇?縮丁醛(PVB)是綠色涂料的候選對象。它是聚醋酸乙烯酯在酸性條件下水解成聚乙烯醇的同時與丁醛發(fā)生縮醛化反應制得的。其醛化度一般為55-75％。由于分子中存在極性羥基賦予它在乙醇中的高溶解性，并具有高強度、韌性、粘結性和良好的耐紫外輻射。PVB無毒無味、無色透明，已廣泛用于飛機或汽車的安全玻璃夾層、涂料以及用于金屬、木材、混凝土和層壓板的粘合劑，并且與包括有機硅樹脂在內的樹脂有良好的相容性。但是考慮到它單獨作為涂料存在其涂膜硬度、尤其是耐水性和耐熱性方面尚嫌不足。眾所周知，有機硅樹脂的耐熱、耐氣候、耐紫外老化和耐水性優(yōu)良，并具有高硬度和透明性，但其柔韌性和粘結性不足。所以，將兩者互相配合可實現(xiàn)優(yōu)勢互補，得到具有良好綜合性能的新型涂料。為此，選擇有機硅防水劑-3^#(聚甲基乙氧基硅氧烷)經酸性水解、縮聚得到在乙醇中可溶的網絡狀聚甲基硅氧烷。后者經堿性中和后與聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液混合，使聚乙烯醇縮丁醛分子穿插于聚甲基硅氧烷網絡之中，形成具有新型互穿網絡結構。由于聚乙烯醇縮丁醛與有機硅兩者優(yōu)勢互補，兼聚有機硅高分子優(yōu)良的耐熱、耐氣候、耐紫外老化和耐水性，高硬度和具有聚乙烯醇縮丁醛高強度、柔韌性、粘結性等優(yōu)點。這種新型的S-PVB涂料與一般通用有機高分子涂料不同，構成其成膜物的上述聚甲基硅氧烷和聚乙烯醇縮丁醛本身完全無毒、無味，不污染環(huán)境，而且所用溶劑主要是無毒、便宜和易于揮發(fā)(沸點僅78℃)工業(yè)乙醇或加以少量丁醇，不涉及任何甲醛或芳烴(如苯或二甲苯)等毒性溶劑。此外，所用顏料，填料及有關助劑等均屬無毒、無味的材料。在涂料制作和使用過程中均不釋放任何有毒揮發(fā)物，完全不會危害人體健康。所以該涂料是完全綠色環(huán)保材料。?

發(fā)明內容

本專利申請適于木制品、混凝土、石、琉璃瓦表面和金屬表面保護、裝飾和?修復用的無毒、無味的有機硅-聚乙烯醇縮丁醛(S-PVB)清漆、色漆、防銹漆和S-PVB膩子。?

經檢驗，物理性能及化學性能均達到或超過同類漆種(如蠟克、聚醋酸乙烯乳膠漆、酚醛防銹漆等)等部頒標準，并具有一年以上的貯存期。?

該有機硅-聚乙烯醇縮丁醛(S-PVB)涂料包括以下四種類型：?

1)S-PVB木制品清漆：可用于實木及其它木制品包括層壓板，木粉膠合板及木貼面等。?

2)S-PVB混凝土或其它灰、石和琉璃瓦的涂料：包括內外墻涂料和琉璃瓦表面修復裝飾涂料。?

3)S-PVB涂料液與適量填料和顏料配合調制成可固化的粘性的S-PVB膩子：它不僅可以作為具有特殊性能(如高耐熱性和耐水性的膩子)，更主要的是涂敷在破損的混凝土或灰、石(如漢白玉、花崗石和琉璃瓦等)制品表面達到修復和裝飾目的。?

4)S-PVB金屬防銹涂料：可用于保護包括黑色金屬(如鋼、鐵)和有色金屬(如鋁、銅等)的表面。?

下面對以上四種材料的性能及施工方法加以介紹。?

1)有機硅-聚乙烯醇縮丁醛(S-PVB)清漆?