专利名称：一种超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及有机高分子化合物领域，涉及仅用硅氧反应得到的高分子化合物，具体涉及有机硅树脂。
背景技术：
有机硅树脂中具有-Si-O-Si-结构，显示出优良的耐候性、耐热性、抗沾污性和化学稳定等性能。但是纯有机硅树脂需要高温固化，且固化时间长施工不便，同时与金属材料的附着力差，耐溶剂性差，机械强度不高，价格昂贵，所以其使用受到一定程度的限制。常用其他树脂对其进行改性。聚酯树脂具有优异的金属附着力，硬度高等良好的物理机械性能以及较好的耐化学腐蚀性能，在涂料行业中得到广泛应用。使用聚酯改性有机硅树脂，可以提高有机硅树脂的耐化学品性能、机械性能以及金属附着力。例如李大鸣等(李大鸣，有机硅改性聚酯型耐久卷材面漆的研制，涂料工业，2007，37 (12)，30-32)将含羟基聚酯和有机硅树脂反应制备有机硅树脂改性聚酯，获得的改性聚酯具有良好的抗老化性能。例如姚江柳等合成羟基聚酯改性有机硅树脂，然后和脂肪族异氰酸酯固化剂配制成两组分耐高温涂料。(姚江柳，贾朝阳，高性能有机硅改性端羟基聚酯树脂的研究，上海涂料，2007,45 (7)， 4-6)。但是上述方法方法中使用的羟基聚酯分子量大，羟基含量少，粘度高，和有机硅树脂反应活性低，导致改性树脂存在有机硅含量少，耐热性能差，耐沾染性能低的缺点。
超支化聚合物具有高度支化的结构和大量的端基活性基团，具有高溶解性、低粘度以及较高的化学反应活性等，广泛应用在涂料领域。低粘度使得超支化聚合物适合应用于高固体组分涂料，可与线形聚合物涂料共混降低体系粘度，改善体系流动性；高的溶解性可以减少溶剂的用量，降低成本，减少有害气体排放；高度支化结构使得超支化聚合物分子链间缠结较少，不易结晶，使涂料具有良好的成膜性能；众多的端基官能团使得超支化聚合物涂料具有很强的可改性能力，能制备适合多种用途的涂料。将端羟基超支化聚酯和有机硅树脂进行反应，可以提高有机硅树脂的机械性能、耐化学品性能和耐水性能。但是，现有的有机硅树脂的耐热、耐酸和耐盐雾的性能尚不够理想。发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，该方法制备的改性有机硅树脂具有耐热低表面能和耐酸耐盐雾性能好的优点。
本发明解决上述的技术问题的方案是
一种端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，该方法由以下步骤组成
将40 端羟基超支化聚酯、60 的有机硅树脂和交联催化剂加入反应器中；在Iio 130°C下加热1 3小时后，升温到150 180°C，加热1 3小时；最后降温至室温，加入有机溶剂调整固含量为60 70%，其中，
所述的端羟基超支化聚酯的重均分子量为2000 4000，是将二元酸和三元醇按照摩尔比为二元酸三元醇=1 1 2进行酯化反应得到；其中，所述的二元酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和丁二酸中的一种或者两种以上；所述的三元醇是三羟甲基乙烷、1，3，5_苯三醇和1，2，4_苯三醇中的一种或者两种以上；
所述的有机硅树脂的重均分子量为800 2000，其中含有2. 5 15%的甲氧基或乙氧基和3 20%的羟基；
所述的交联催化剂用量为端羟基超支化聚酯重量1 10%，是钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、二辛氧基锡、二异辛氧基锡、二辛氧基锌和二异辛氧基锌中的一种或者两种以上；
所述的有机溶剂为丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上。
本发明所述的有机硅树脂可以由一甲基三乙氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，一苯基三乙氧基等硅氧烷进行水解缩合反应得到，也可以由一甲基三甲氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，一苯基三甲氧基等硅氧烷进行水解缩合反应得到。
本发明所述的硅氧烷进行水解缩合反应是本领域常用的硅氧烷进行水解缩合反应，其工艺和反应条件是本领域技术人员应掌握的常规技术。
本发明所述的有机硅树脂还可以是信越公司的KR211、信越公司的KR212、信越公司的KR214、信越公司的KR216、瓦克公司的IC836、信越公司的KR213、信越公司的KR9218、 信越公司的KR217、道康宁公司的233、道康宁公司的M9、道康宁公司的Z-6108、道康宁公司的3074、道康宁公司的3037中的一种或者两种以上。
本发明所述的端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法中，端羟基超支化聚酯的合成方法是将三元醇和二元酸酯化得到。本发明所述的酯化方法是本领域常用的酯化方法。本发明所述的合成方法较好是含有以下步骤在反应器中加入三元醇和二元酸；以每小时升温20°C的加热速度，加热至240°C，在0. 67 1. 33kPa下保温2 4h ；冷却到室
本发明所述的超支化聚酯改性有机硅树脂，较佳的技术方案是一种端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，该方法由以下步骤组成
将40 端羟基超支化聚酯、50 的有机硅树脂和端羟基超支化聚酯重量1 5%的交联催化剂加入反应器中；在110 130°C下加热1 3小时后，升温到 150 180°C，加热1 3小时；最后加入有机溶剂调整固含量为60 70% ；
其中有机硅树脂是信越公司的KR211、信越公司的KR212、信越公司的KR214、信越公司的KR216、瓦克公司的IC836、信越公司的KR213、信越公司的KR9218、信越公司的 KR217、道康宁公司的233、道康宁公司的M9、道康宁公司的Z-6108、道康宁公司的3074和道康宁公司的3037中的一种或者两种以上的混合物。
其中交联催化剂是二辛氧基锡、二异辛氧基锡、二辛氧基锌和二异辛氧基锌中的一种或者两种以上；
其中有机溶剂为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、 二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上；
其中端羟基超支化聚酯，是将二元酸和三元醇按照摩尔比为二元酸三元醇= 1 1 1. 4进行酯化反应得到；
所述的二元酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸和己二酸中的一种或者两种以上；
所述的三元醇是三羟甲基乙烷和1，3，5_苯三醇中的一种或者混合物。
本发明所述的方法制备的超支化聚酯改性有机硅树脂，具有以下优点
(1)超支化聚合物具有高度支化结构，使得超支化聚合物分子链间缠结较少，赋予本发明制备的超支化聚酯改性有机硅树脂具有低粘度。
(2)端羟基超支化聚酯含有丰富的羟基，可以和有机硅树脂上的烷氧基或者硅醇基发生交联反应，赋予本发明所述方法制备的超支化聚酯改性有机硅树脂具有良好的耐酸和耐盐雾性能。
本发明所述方法制得的端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂可用于制备耐高温低表面能涂料，该涂料具有良好的耐水和耐盐雾性能。其中一个理想方案如下
一种耐高温低表面能涂料，该涂料含有60 80W%改性有机硅树脂、10 20W%耐高温颜料填料和5 高沸点溶剂，其中所述的改性有机硅树脂由本发明所述方法制备得到。
本发明所述的高沸点溶剂，是指二价酸酯混合物、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异丁酸异丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯、甲基异戊基酮中的一种或者两种以上。
本发明所述的涂料中，颜料为本领域常用的耐高温颜料，可以是碳黑、铁红等无机耐高温颜料，也可以是酞青蓝等有机耐高温颜料。
本发明所述的涂料中，填料为本领域常用的耐高温填料，可以是二氧化钛、二氧化硅和碳化硅。
本发明所述的涂料还可以含有有机硅助剂。
本发明所述的涂料中，有机硅助剂是本领域常用的有机硅助剂，起到流平、消泡、 颜料润湿、粘度调节等作用。本领域的技术人员可以依据要求确定有机硅助剂的种类和用量。本发明所述的有机硅助剂可以有硅油、聚醚改性有机硅助剂等。本发明所述的聚醚改性有机硅助剂是本领域常用的聚醚改性有机硅助剂，可以是迈图高新材料有限公司的 CoatOSil系列聚醚改性有机硅助剂。
本发明所述的涂料中，有机硅助剂的用量为1 5w%。
本发明所述的涂料中，还可以含有流平剂、粘度调节剂和分散剂等其他助剂。
本发明所述的涂料的制备方法是本领域常用的制备方法，即将端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂、颜料、填料、有机硅助剂和高沸点溶剂混合得到。
本发明相对现有技术，具有以下优点本发明所述的涂料以端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂作为基础树脂，该树脂制备过程中端羟基超支化聚酯和有机硅树脂进行交联反应，将端羟基超支化聚酯的附着力好，耐水和溶剂性能好的优点和有机硅树脂的低表面能，耐热性优异，耐水性能好的优点结合起来，因此本发明所述的涂料具有高耐热性能、良好的金属附着力、低表面能、优异的耐水煮和耐盐雾性能的优点。
具体实施方式
以下是本发明所述技术方案的非限制性实施例。
实施例1
1)端羟基超支化聚酯
a)组成
三元醇三羟甲基乙烷96g(0. 8mol) ； 1，3，5_ 苯三醇 25. 2g(0. 2mol)；
二元酸对苯二甲酸 132. 8g(0. 8mol) ；丁二酸 23. 6g(0. 2mol)；
b)合成步骤
将三元醇和二元酸加入装有加热，冷凝和氮气保护的反应器中，氮气保护下升温到110°c，保温浊；以每小时20°C加热速度加热至240°C，在1. 33kPa下保温4h ；最后冷却室温，得到235g端羟基超支化聚酯。
c)端羟基超支化聚酯的性能
端羟基超支化聚酯的重均分子量采用凝胶渗透色谱法检测，结果为3998。
羟值按照GB/T7193. 2-1987所述方法检测，结果为MlmgK0H/g。
2)端羟基超支化聚酯改性有机硅
a)组成
端羟基超支化聚酯步骤1制备的端羟基超支化聚酯60g ；
有机硅树脂信越有机硅树脂KR216 40g ；
二辛氧基锡lg。
b)制备工艺
将步骤1制备的端羟基超支化聚酯和有机硅树脂加入装有加热、冷凝和氮气保护装置的反应器中，加入催化剂，升温到120°C保温2小时，升温到160°C保温2小时，最后冷却到室温，加入丙二醇甲醚醋酸酯调整固含量为70%，得到端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂132g。
c)端羟基超支化聚酯改性有机硅性能
端羟基超支化聚酯改性有机硅的综合性能
权利要求
1.一种端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，该方法由以下步骤组成将40 的端羟基超支化聚酯、40 的有机硅树脂和和交联催化剂加入反应器中，在110 130°C下加热1 3小时后，升温到150 180°C，加热1 3小时，最后降温至室温，加入有机溶剂调整固含量为60 70% ；其中，所述的端羟基超支化聚酯的重均分子量为2000 4000，它是由二元酸和三元醇按照摩尔比为二元酸三元醇=1 1 2进行酯化反应得到；其中，所述的二元酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和丁二酸中的一种或者两种以上；所述的三元醇是三羟甲基乙烷、 1,3,5-苯三醇和1，2，4_苯三醇中的一种或者两种以上；所述的有机硅树脂的重均分子量为800 2000，其中含有2. 5 15%的甲氧基或乙氧基和3 20%的羟基；所述的交联催化剂用量为端羟基超支化聚酯重量1 10%，是钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、二辛氧基锡、二异辛氧基锡、二辛氧基锌和二异辛氧基锌中的一种或者两种以上；所述的有机溶剂为丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，其特征在于，端羟基超支化聚酯用量为40 50w%，有机硅树脂用量为50 60w%，交联催化剂用量为端羟基超支化聚酯重量的1 5%。
3.根据权利要求1所述的端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的交联催化剂是二辛氧基锡、二异辛氧基锡、二辛氧基锌和二异辛氧基锌中的一种或者两种以上；所述的有机溶剂为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上；所述的端羟基超支化聚酯是将二元酸和三元醇按照摩尔比为二元酸三元醇= 1 1 1.4进行酯化反应得到；所述的二元酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸和己二酸其中一种或者两种以上；所述的三元醇是三羟甲基乙烷和1，3，5_苯三醇中的一种或者混合物。
4.一种耐高温低表面能涂料，该涂料含有60 改性有机硅树脂、10 耐高温颜料填料和5 高沸点溶剂；其中，所述的高沸点溶剂是二价酸酯混合物、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异丁酸异丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯和甲基异戊基酮中的一种或者两种以上，其特征在于，所述的改性有机硅树脂由权利要求1至3之一所述的方法制得。
全文摘要
本发明涉及涉及有机硅树脂，具体涉及一种端羟基超支化聚酯改性有机硅树脂的制备方法，该方法含有以下步骤将40～60w％端羟基超支化聚酯、40～60w％的有机硅树脂和交联催化剂加入反应器中；在110～120℃下加热1～3小时后，升温到150～180℃，加热1～3小时；最后降室温，加入有机溶剂调整固含量为60～70％即得。该方法将端羟基超支化聚酯和有机硅树脂的优点结合起来，获得优异的耐热性能、低表面能、优异的耐水煮性能和耐盐雾性能。本发明所述方法制备的树脂可以用于制备耐高温低表面能涂料。
文档编号C08G81/00GK102504271SQ20111034237
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者刘海兵 申请人:刘海兵, 杭州吉华高分子材料有限公司