专利名称：一种有机硅杂化物及其有机硅复合涂料的制备方法
技术领域：
本发明属于耐高温涂料领域，特别涉及一种有机硅杂化物及其有机硅复合涂料的制备方法。
背景技术：
耐高温涂料是指在温度200°C以上仍能保持漆膜不变色、不脱落并且保持适当的物理机械性能的涂层材料。耐高温涂料广泛地应用于烟 、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、石油裂解设备、发动机部位及排气管等领域。耐高温涂料的种类繁多，但是以无机耐高温涂料和有机耐热涂料最为常见，无机耐高温涂料的硬度高，耐高温性能好，但漆膜较脆，柔韧性差，未完全固化前耐水性不好，对基材表面处理要求严格。有机耐高温涂料又可以分为两大类，杂环聚合物耐高温涂料(聚酰亚胺类、聚酰胺、聚苯硫醚类和聚醚砜类)和元素有机聚合物耐高温涂料(有机硅类、有机氟类和有机钛类)。其中，杂环聚合物耐高温涂料在国内外已应用多年，主要用于高温绝缘方面，但价格昂贵，贮存性差，对颜料要求严格。在元素有机聚合物耐高温涂料中，有机氟涂料虽然耐高温性能优越，但不易溶解于溶剂中，即使溶解，其固体含量低，成膜薄，施工不方便，而且有机氟涂料机械性能不太理想；有机钛涂料发展较晚，制备复杂，应用范围还不广泛，很多技术不成熟；有机硅聚合物自20世纪40年代初实现工业化以后，因为高聚物表面富含的Si-O-Si高键能使有机硅具有良好的耐高温性能，目前已发展成为应用最为广泛的有机类耐高温涂料。当前国内外现有牌号的通用型有机硅树脂，特别是用于涂料和浸溃漆的商品有机硅树脂，大都存在固化温度高、固化后的漆膜对基材附着力不强等缺点。有的牌号低温固化的硅树脂，主要是在施工时依靠外加交联剂来强化固化反应，其结果是硅树脂固化物的耐热性能降低。公开号为CN 101531761A、名称为“一种高固化活性耐高温有机硅树脂的制备方法”的专利公开了一种用纯有机硅树脂加颜料、填料配制成的耐500°C高温的涂料，此外，还有国内生产的有机硅环氧改性树脂、1053有机硅树脂以及GT-5R耐热涂料等，这些涂料使用时均需加入几种混合固化剂，且表干时间长；还需在200°C条件下烘烤2小时，才能干燥，实用性不好；并且耐高温涂料成本比较高，生产使用过程中能源消耗较大。由此可见，使用现有有机硅树脂所制备的耐高温涂料的主要缺点是需高温固化，且高温固化时间长，对基材的附着力差。
发明内容
为克服现有技术中的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种有机硅杂化物。本发明的另一目的在于提供上述有机硅杂化物的制备方法。本发明的另一目的在于提供一种耐高温、常温快干以及可紫外光固化的有机硅复合涂料，该有机硅复合涂料含有上述有机硅杂化物。本发明的再一目的在于提供上述有机硅复合涂料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现一种有机硅杂化物，其结构式如式(I )所示
权利要求
1.ー种有机硅杂化物，其特征在于具有如式(I )所示结构式
2.根据权利要求I所述的有机硅杂化物，其特征在干 所述的硅氧烷单体为ニ甲基ニ甲氧基硅烷、ニ甲基ニ氯硅烷、ニ甲基ニこ氧基硅烷、甲基ニ甲氧基娃烧、甲基ニこ氧基娃烧、苯基ニ甲氧基娃烧、苯基ニこ氧基娃烧、苯基ニ氣娃烷、正硅酸こ酯或四甲氧基硅烷中的一种或至少两种； 所述的有机娃单体为こ稀基ニ甲氧基娃烧、こ稀基ニこ氧基娃烧、丙稀基ニ氣娃烧、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、こ烯基三叔丁氧基硅烷或こ烯基三こ酰氧基硅烷中的ー种或至少两种。
3.权利要求I所述的有机硅杂化物的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤 (1)将100重量份的娃氧烧单体、O.5 6. O重量份的催化剂和I 50重量份的蒸懼水混合并搅拌均匀；然后在60 120°C下冷凝回流反应3 8小时，得到活性有机硅组分； (2)取100重量份步骤(I)得到的活性有机硅组分、20 80重量份的含碳碳双键有机硅单体、O. 5 3. O重量份的催化剂、10 50重量份的蒸馏水混合后，在60 120°C下冷凝回流反应2 10小时后制得有机硅杂化物； 其中，步骤(I)、步骤(2)中所述的催化剂为酸性催化剂、碱性催化剂或金属羧酸盐催化剂。
4.根据权利要求3所述的有机硅杂化物的制备方法，其特征在于 所述的酸性催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、硼酸、硝酸、芳基磺酸、含I 18个碳的有机酸或路易斯酸中的一种或至少两种； 所述的碱性催化剂为碱金属的氢氧化物、碱金属的氧化物、有机胺或季铵盐中的ー种或至少两种； 所述的金属羧酸盐催化剂为ニ丁基ニこ酸锡、ニ丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡中的ー种或至少两种。
5.根据权利要求4所述的有机硅杂化物的制备方法，其特征在于所述的路易斯酸为三氯化磷、三氯化硼、三氯化铁、三溴化铁、氯化锌、四氯化锡或四氯化钛中的ー种或至少两种。
6.—种有机娃复合涂料,其特征在于含有权利要求I 5所述的有机娃杂化物。
7.权利要求6所述的有机硅复合涂料，其特征在于包含以下按重量份计的组分100重量份权利要求I所述的有机娃杂化物、20 200重量份填料、10 20重量份活性稀释剂、O.3 6份重量份光引发剂、O. 5 5重量份助剂、20 60重量份有机溶剂和O. 5 6重量份催化剂； 其中，所述的填料为纳米ニ氧化硅、云母粉、玻璃粉、滑石粉、高岭土、膨润土、ニ氧化钛或氧化锌中的一种或至少两种； 所述的活性稀释剂为1，6_己ニ醇ニ丙烯酸酯、双酚A ニ甲基丙烯酸酷、1，4-丁ニ醇ニ丙烯酸酯、丙烯酸羟己酷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、こ氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或こ氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或至少两种； 所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-I-丙酮、I-羟基-环己基苯酮、2，4，6-三甲基苯甲酰ニ苯基氧化膦、双2，4，6—三甲基苯甲酰苯基氧化膦、ニ苯甲酮、4-苯基ニ甲苯酮、安息香こ醚、安息香双甲醚、异丙基硫杂蒽酮、三こ醇胺、2-甲基-1-(4-甲硫基苯 基)-2-吗啉-I-丙酮或2-苯基苄-2- ニ甲基胺-I- (4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或至少两种； 所述的助剂为消泡剂或抗氧剂中的ー种或两种； 所述的有机溶剂为ニ甲苯、醋酸こ酷、甲苯或正丁醇中的一种或至少两种； 所述的催化剂为酸性催化剂、碱性催化剂或金属羧酸盐催化剂。
8.根据权利要求7所述的有机硅复合涂料，其特征在于 所述的消泡剂为磷酸三丁酷、聚ニ甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯中的ー种或至少两种； 所述的抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、对苯ニ胺、四〔β _(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、磷酸三辛酷、ニ氢喹啉、三癸酯或亚磷酸酯中的ー种或至少两种； 所述的酸性催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、硼酸、硝酸、芳基磺酸、含I 18个碳原子数的有机酸或路易斯酸中的一种或至少两种； 所述的碱性催化剂为碱金属的氢氧化物、碱金属的氧化物、有机胺或季铵盐中的ー种或至少两种； 所述的金属羧酸盐催化剂为ニ丁基ニこ酸锡、ニ丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡中的ー种或至少两种。
9.根据权利要求8所述的的有机硅复合涂料的制备方法，其特征在于所述的路易斯酸为三氯化磷、三氯化硼、三氯化铁、三溴化铁、氯化锌、四氯化锡或四氯化钛中的一种或至少两种； 所述的碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或至少两种； 所述的碱金属的氧化物为氧化钾、氧化钠或氧化锂中的ー种或至少两种； 所述有机胺为甲胺、こ胺、ニこ胺、三こ胺或间苯ニ胺中的ー种或至少两种。
10.权利要求7 9任一项所述的有机硅复合涂料的制备方法，其特征在于包括以下具 体步骤 将100重量份有机硅杂化物、20 200重量份填料、10 20重量份活性稀释剂、O. 3 6份重量份光引发剂、O. 5 5重量份助剂、20 60重量份有机溶剂以及O. 5 6重量份催化剂搅拌混合均匀后制得。·
全文摘要
本发明提供了一种有机硅杂化物及其有机硅复合涂料的制备方法。其中，该有机硅杂化物的制备方法简单，所制备的该有机硅杂化物中有机链与Si-O-Si交错形成互穿网络结构外，在分子结构中还引入含有碳碳双键的有机链段。在此基础上，利用该有机硅杂化物成功制备了有机硅复合涂料，制备方法简单，所用原材料环保易得，正是由于有机硅杂化物所具有的结构特点，本发明提供的这种有机硅复合涂料相应的具有较高的强度、耐高温性能、漆膜坚韧、耐候性好、成膜性能好、常温快干以及可紫外光固化等特点，具有十分广泛的应用前景。
文档编号C09D183/07GK102731788SQ201210192728
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者刘伟区, 马子淇 申请人:中科院广州化学有限公司