[發明專利]一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210293993.0
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114574096A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 趙杰;李力鋒;孫鵬;盛雷;張亞莉;潘東強;陳德義
• 申請（專利權）人: 上海宜瓷龍新材料股份有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D1/00;C09D133/00;C09D7/43;C09D7/65
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 胡利彥

本申請涉及涂料技術領域，具體公開了一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料及其制備方法。水性單組份自干型聚硅氧烷涂料按重量百分比計算，包括如下組分：預聚前驅體45?70%；自交聯丙烯酸10?20%；填料1?10%；消泡劑0?1%；分散劑3?9%；溶劑10?20%；所述預聚前驅體是由納米二氧化硅溶膠、烷氧基硅烷和硅烷封端劑制得的聚硅氧烷預聚體。本申請的水性單組份自干型聚硅氧烷涂料配方中不含固化劑、交聯劑，使用時無需烘烤加熱，常溫即可固化成膜，且VOC含量低，硬度好。

技術領域

本申請涉及涂料技術領域，更具體地說，它涉及一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料及其制備方法。

背景技術

水性涂料已成為世界涂料工業的發展趨勢，對于水性涂料的科研比重越來越大，取得成果也越來越多，隨著大批先進的水性樹脂新產品和高性能水性涂料品種推入市場，使得水性涂料在涂膜性能上完全可以達到溶劑型涂料的水平。另外一些環保型、經濟型、高性能的水性涂料助劑和顏填料的推出，大大提高了涂料的生產效率，減少了生產成本，縮短了產品周期。

目前，相關技術中存在一種水性涂料，其包括按重量份計的35-45份改性聚二甲基硅氧烷、3.5-4.0份固化劑、3.0-5.0份填料和60-70份水制備而成。該水性涂料與目前大多數水性涂料一樣，在涂覆后需要在80-180℃的條件下高溫固化成膜。由于該種水性涂料固化對溫度要求較高，其難以應用于木材、紙張等基材，因此，若能研究出一種對固化溫度要求低，可常溫自固化的水性涂料具有十分重要意義。

發明內容

為了降低涂料固化對溫度的要求，研究出一種可常溫自固化的水性涂料，本申請提供一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料及其制備方法。

第一方面，本申請提供一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料，采用如下的技術方案：

一種水性單組份自干型聚硅氧烷涂料，按重量百分比計算，包括如下組分：

預聚前驅體45-70％；

自交聯丙烯酸10-20％；

填料1-10％；

消泡劑0-1％；

分散劑3-9％；

溶劑10-20％；

所述預聚前驅體是由納米二氧化硅溶膠、烷氧基硅烷和硅烷封端劑制得的聚硅氧烷預聚體。

通過采用上述技術方案，由納米二氧化硅溶膠、烷氧基硅烷和硅烷封端劑制備的聚硅氧烷預聚體可明顯改善涂料的固化性能，在涂料的制備過程中，將二氧化硅溶膠與硅烷的預聚前驅體和自交聯丙烯酸混合，所得涂料在常溫下即可固化，并且具有良好的水溶性。此外，本申請以二氧化硅溶膠與硅烷的預聚前驅體為無機組分，自交聯丙烯酸為有機改性劑，合成了有機無機雜化材料，該雜化材料以二氧化硅為核，具有較好的剛性，以碳鏈為殼，具有較好的韌性，兼備增強增韌效果。

本申請聚硅氧烷預聚體的分子鏈中含有大量羥基，附著力和成膜性能較好，可以牢固的粘附在各種非高光表面，如墻面、地面、紡織品、塑料、金屬、紙張、皮革等基材表面。

可選的，本申請技術方案中的烷氧基硅烷指的是分子量≤700的烷氧基硅烷，可以是一種，也可以是兩種及以上的混合物。

可選的，所述預聚前驅體中，按重量比計算，納米二氧化硅溶膠：烷氧基硅烷：硅烷封端劑＝(20-30):(20-30):(5-10)。

通過采用上述技術方案，在預聚的過程中，當納米二氧化硅溶膠、烷氧基硅烷和硅烷封端劑處于上述重量比范圍時，所得的預聚前驅體有較好的交聯性，可明顯改善所得涂料的硬度等性能。

可選的，所述納米二氧化硅溶膠是由粒徑為20-40nm的納米二氧化硅溶膠和粒徑為80-120nm的納米二氧化硅溶膠組成的混合物。

可選的，所述納米二氧化硅溶膠是由粒徑為30nm的納米二氧化硅溶膠和粒徑為100nm的納米二氧化硅溶膠組成的混合物。