[發明專利]POSS及氟硅協同改性的水性聚丙烯酸酯防污樹脂及其制備與應用

在審

• 申請號: 202010108872.5
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111234091A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 皮丕輝;倪楓作;文秀芳;徐守萍;程江
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F230/08;C08F220/24;C08F220/20;C08F220/34;C09D133/12;C09D5/16;C09D7/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李本祥

本發明公開了POSS及氟硅協同改性的水性聚丙烯酸酯防污樹脂及其制備與應用。該制備方法是將含烯基的POSS，含氟丙烯酸單體，含羥基丙烯酸酯類單體，丙烯酸二甲氨基乙酯和/或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，丙烯酸酯類單體和/或甲基丙烯酸酯類單體，丙烯酸異冰片酯和/或甲基丙烯酸異冰片酯，乙烯基硅氧烷，引發劑混合均勻后勻速滴加到醇類和/或醚類溶劑中，控制體系的反應溫度，保溫3～5h后降溫，加入中和劑中和，所得產物減壓蒸餾，與去離子水混合，進行高速水分散，得目標產物。本發明所合成的樹脂具有優異的防污性能，硬度高，附著力好，溶劑是水，環保，適合在高樓玻璃、戶外玻璃、戶外監控或戶外顯示屏幕上的應用。

技術領域

本發明涉及水性涂料技術領域，具體涉及POSS及氟硅協同改性的水性聚丙烯酸酯防污樹脂的制備方法與應用。

背景技術

隨著環境污染問題日益受到重視以及人們對環保意識的提高，使用水性涂料的要求日益高漲，目前，防污樹脂的制備都在有機溶劑中制備而成，因此開發高性能水性防污涂料成為發展趨勢。目前的防污樹脂還存在耐久性欠缺、附著力不好、涂膜過軟、力學性能差、涂膜透明度不高等缺陷。使防污樹脂難以應用于既需要美觀耐用又需要防污等領域，如高樓玻璃、戶外玻璃、戶外監控、戶外顯示屏幕等。

籠型低聚倍半硅氧烷(簡稱POSS)，有良好的硬度、熱穩定性、疏水性。將POSS用于丙烯酸樹脂改性，在保持丙烯酸樹脂原有性能特點的基礎上，還可明顯改善樹脂的硬度、熱穩定性及耐污性，但由于POSS的籠狀結構的空間位阻、與其他有機成分相容性的影響，存在難以接枝等不足；如若在改性樹脂的分子結構中進一步引入氟烴基，還可進一步提高樹脂的抗水拒油防污性能；同時有機硅氧烷引入水性丙烯酸樹脂到能夠大幅度提高涂膜的硬度、附著力、耐化學介質性。

中國發明專利申請CN 106752628將含有烯基的POSS、硅油、丙酸醋類單體、硅烷偶聯劑與含氟甲基丙烯酸酯在引發劑引發下進行溶液法共聚得到的、具有高附著力、耐水性、耐候性好的復合防水涂料，但該防水涂料僅僅只有防水能力并不具備拒油防污能力，且使用大量的醇溶劑，對人的健康和居住的環境造成一定影響，同時該涂料只能應用在表面有硅羥基的建筑材料上。中國發明專利CN 106905837首先將全氟烷基乙烯與含氫硅氧烷低聚體及雙端基二丙烯酸酯進行硅氫化加成，然后與籠狀單(甲基)丙烯酸酯基POSS以及MMA等自由基共聚，從而制得具有良好抗刮擦性能、耐熱穩定性、防污性能的樹脂，但合成過程復雜，使用鉑催化劑將全氟烷基乙烯與含氫硅氧烷低聚體及雙端基二丙烯酸酯進行硅氫化加成，成本高。

現在技術中難以實現水性防污樹脂良好防污性能以及穩定的水分散性的兼顧。市場上迫切需要一種能夠用于戶外復雜環境下的水性防污樹脂。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼具良好防污性以及穩定的水分散性的POSS及氟硅協同改性的水性聚丙烯酸酯防污樹脂及其制備方法；所得涂膜具有良好耐污性，涂膜硬度達到2～4H、附著力達到1～0級、抗沖擊性25～50kg.cm、并具有良好透明性。

本發明另一目的在于提供所述POSS及氟硅協同改性的水性聚丙烯酸酯防污樹脂在在高樓玻璃、戶外玻璃、戶外監控或戶外顯示屏幕上的應用。