[發(fā)明專利]一種聚硅氧烷樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811258711.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109553772B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘瑞華;張龍;盧仁俊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州嘉睿復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: C08G77/04
• 分類號: C08G77/04;C08G77/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發(fā)明提出了一種聚硅氧烷樹脂及其制備方法，選擇通式為R_xSi(OR')_y中的兩種聚硅氧烷的中間體為合成原料，合成無溶劑耐高溫有機(jī)硅樹脂；再以水為分散介質(zhì)、有機(jī)胺為成鹽劑，使其在堿性條件下成鹽，實(shí)現(xiàn)水性化，制備出水性有機(jī)硅分散體樹脂。利用中間體結(jié)構(gòu)中含有的?OCH₃和?OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制備了低黏度無溶劑聚硅氧烷樹脂，整個制備過程及其合成產(chǎn)物，無任何有機(jī)溶劑的添加和排放，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)、零排放、無污染目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)聚硅氧烷樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)硅樹脂是一種耐熱性、耐候性，絕緣性、憎水性以及耐蝕性都非常好的涂層基體材料，已被廣泛用于耐高溫涂料、電絕緣涂料、防腐涂料、防水涂料已經(jīng)改性涂料等應(yīng)用領(lǐng)域。目前，工業(yè)上應(yīng)用的大都是以有機(jī)溶劑為主的有機(jī)硅涂層制品，產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)排放物(VOCs)，對人類健康及生態(tài)環(huán)境造成極大的危害。因此，開發(fā)與利用無溶劑或水性有機(jī)硅樹脂材料，并制備無溶劑和水性有機(jī)硅涂料，是當(dāng)前業(yè)界的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢。

然而，由于有機(jī)硅樹脂的憎水性，制備水性化的有機(jī)硅樹脂，還是有一定的技術(shù)門檻，即使制造出來，產(chǎn)品質(zhì)量也不是很穩(wěn)定。因有機(jī)硅樹脂極易發(fā)生水解作用，回到小分子(低聚物)或單體形態(tài)，降低有機(jī)硅樹脂的原有性能和應(yīng)用價值。界內(nèi)對水性化耐高溫成膜材料的期待與需求，國內(nèi)外對有機(jī)硅樹脂水性化的研究與開發(fā)，一直都在積極地進(jìn)行中，國內(nèi)外比較成功的案例，如德國的瓦克(MPF50E)、美國的道康寧(DC-8005)、日本的信越(KR-251)，國內(nèi)的廣州佳壕(JH-1506)、東莞俊怡(JY-8450)等廠家，都已有自己的產(chǎn)品在售。

國際專利申請PCT/EP99/07260，公開了一種有機(jī)聚硅氧烷(CN 1329631A)的制備方法，發(fā)明人介紹了該方法是在酸和水環(huán)境中，對所選用的含苯基三乙氧基硅烷在加熱狀態(tài)下進(jìn)行水解/縮合反應(yīng)，然后進(jìn)行蒸餾除去一部分初始引入水和硅醇，再加入高于水沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑進(jìn)行二次蒸餾，除去水和酸，最終得到含溶劑的聚硅氧烷產(chǎn)物樹脂。此種工藝方法，太過于繁瑣，制備過程和所得產(chǎn)物，均不環(huán)保，蒸餾去除的廢酸液面臨兩種窘境：若不處理直接排放，勢必污染環(huán)境；若進(jìn)行處理，其處理費(fèi)用勢必大大增加制造成本，企業(yè)可能無法承受。

國內(nèi)專利申請ZL 200910033116.4，介紹了一種有機(jī)硅樹脂的水性化方法，發(fā)明人采用氨水作為成鹽劑，利用有機(jī)硅樹脂結(jié)構(gòu)中的硅羥基在堿性條件下易成鹽的特性，使其成鹽實(shí)現(xiàn)自乳化，以水為分散介質(zhì)，形成乳液。該方法的優(yōu)點(diǎn)是以水為溶劑，不產(chǎn)生VOCs。氨水在固化時會自行脫掉，不會影響樹脂的性能。該方法簡便可靠，成本低；缺點(diǎn)是采用氨水作成鹽劑，氣味過濃，刺激性太強(qiáng)，對人體有一定的傷害性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種聚硅氧烷樹脂及其制備方法，通過以通式為R_xSi(OR')_y中的兩種聚硅氧烷的中間體為原料，其中R基為1～18個碳原子的直鏈烷基、直鏈烯基、芳烴基或烷芳基；R'基的定義與R基相同，x＝0～3，y＝4～1；合成無溶劑耐高溫有機(jī)硅樹脂；再以水為分散介質(zhì)、有機(jī)胺為成鹽劑，使其在堿性條件下成鹽，實(shí)現(xiàn)水性化，制備出水性有機(jī)硅分散體樹脂。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種聚硅氧烷樹脂，其特征在于，具有以下通式：

其中，R₁為有機(jī)基團(tuán)；R₂為有機(jī)官能團(tuán)；R₁與R₂相同或不相同；n＝1～3；m≥2。

優(yōu)選地，所述通式中的R₁為甲基(-CH₃)或苯基(-C₆H₅)；R₂為羥基(-OH)、環(huán)氧基[-CH(O)CH-]或氟碳基(-CF₃)。