本发明涉及新型涂料技术领域，具体涉及一种基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的聚硅氮烷疏水疏油防涂鸦涂料及其制备和使用方法。
背景技术：
近几年来，聚硅氮烷作为一种新型的涂料，逐渐从军事方面应用进入到民用生产方面，在涂料领域中发挥越来越重要的作用。聚硅氮烷是一类主链以Si—N键为重复单元的聚合物，自1921年A.Stock等人首次报道采用氨气氨解氯硅烷制备聚硅氮烷以来，研究者对聚硅氮烷的研究已持续了近一个世纪。聚硅氮烷主要分为两类，无机聚硅氮烷(PHPS)和有机聚硅氮烷(OPSZ)，其中无机聚硅氮烷指的是Si、N上面的原子均为H原子，而有机聚硅氮烷中部分氢原子被有机基团所取代。聚硅氮烷作为涂料具有如下优势：1)与金属、玻璃、矿物、陶瓷及有机材料等基材表面附着紧密；2)富有特色的物理性质：高硬度(8H+)，紫外线透明性，防腐性、耐热性和热稳定性等等；3)出色的涂料成膜物，可在不同的环境中使用，耐高温，出色的耐候性和耐化学腐蚀性。鉴于上述优势，聚硅氮烷在涂料领域中的应用越来越广泛，有着很大的发展潜力，疏水疏油防涂鸦涂料在实际应用过程中可以有效地隔离水、空气、酸雨等有害物质，避免底材与阳光的直接接触，从而减少或延缓腐蚀。这类涂料在日常使用中有很多的优势，它通过在家居材料表面形成不改变材料外观色泽，且防水防油污的涂层，使材料的表面光亮易洁，将脏污后清洁转变为前期的防污保护，使家居清洁变得简单，大大减少了清洁劳动，杜绝了家用清洁剂对健康的危害以及对环境的污染。同时，污渍无法渗入到家具材料内部，有效防止材料腐蚀老化，有效延长家具材料的使用寿命。对聚硅氮烷进行化学改性，使之具备优异的疏水疏油性，进一步制备成疏水疏油涂料，该涂料结合了聚硅氮烷涂料和防污涂料的优点，具有很广阔的应用前景。
技术实现要素：
本发明的第一个目的是提供一种基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料。本发明的第二个目的是提供所述基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料的制备方法。本发明的第三个目的是提供所述基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料的使用方法。为了实现以上目的，本发明提供以下技术方案：一种基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料，由以下组分组成：所述疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物通过以下方法制备：将0.3～1.0质量份的乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油、0.0001～0.0005质量份的催化剂和80～100质量份的聚硅氮烷原料混合均匀，于75～90℃下反应2～6h制得。优选地，所述乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油中乙烯基含量为0.08-5％，粘度为50-100000mPa·S。含氟乙烯基硅油的氟元素质量分数小于36.5％，优选为5-36.5％。优选地，所述催化剂为卡氏催化剂、氯铂酸催化剂和铂金催化剂中的任意一种或者其混合物。优选地，所述聚硅氮烷原料为有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷中的任意一种或者二者的混合物，均为英国安智公司产品。优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚、甲苯、环己烷、甲基环己烷、二甲苯、四氢呋喃、二氧六环中的任意一种或两种以上的混合物。优选地，所述流平剂可以为丙烯酸酯类流平剂、有机硅聚醚丙烯酸酯类流平剂或聚醚硅氧烷类流平剂；所述增稠剂可以为纤维素类增稠剂或聚丙烯酸类增稠剂。进一步优选地，所述流平剂为Tego公司的TegoGlide410、TegoGlide420、TegoGlide432或TegoGlide440。进一步优选地，所述增稠剂为伊斯曼公司的CAB500-5、CAB381-0.5、CAB381-20、CAB551-0.2或CAB381-2。一种基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物的制备：将0.3～1.0质量份的乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油、0.0001～0.0005质量份的催化剂和80～100质量份的聚硅氮烷原料混合均匀，于75～90℃下反应2～6h，制得疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物；S2、将20～40质量份的步骤S1制得的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物、100～200质量份的有机溶剂、0.1～1.0质量份的流平剂、0.5～5.0质量份的增稠剂混合均匀，制得基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料。优选地，所述的乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油的乙烯基含量为0.08-5％，粘度为50-100000mPa·S，含氟乙烯基硅油的氟元素质量分数为小于36.5％。优选地，所述催化剂为卡氏催化剂、氯铂酸催化剂和铂金催化剂中的任意一种或者其混合物。优选地，所述聚硅氮烷原料为有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷中的任意一种或者二者的混合物，均为英国安智公司产品。上述基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料的使用方法，包括以下步骤：将基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料辊涂于马口铁板上，在20～30℃，相对湿度为60～80％的条件下固化1～5h，然后于60～120℃下固化10～60min。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料由疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物、有机溶剂、流平剂、增稠剂组成。其中，所述疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物具有优异的疏水疏油性能，污渍不易附着在其表面或者附着在其表面后极易被擦除，由此具有防污自清洁的功能，以其制备的涂料的疏水疏油性能优异，可用作防污涂料，防涂鸦涂料，疏水疏油涂料。同时本发明的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料具有良好的耐磨性和耐候性，使用寿命长。具体实施方式为了更好的说明本发明，下面结合具体实施方式做进一步说明。本发明中所用试剂或仪器均可由市场购得，使用的检测方法等都是本领域所熟知的，在此不再赘述。实施例1本实施例中的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料通过以下方法制备：S1、疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物的制备：将0.3质量份的乙烯基硅油、0.0003质量份的卡氏催化剂和80质量份的聚硅氮烷原料置于反应器中混合均匀，于75℃下反应4h，制得疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物。其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为5％，粘度为50mPa·S，氟元素质量分数为0；所述聚硅氮烷原料为有机聚硅氮烷HTA1500RC。S2、将30质量份的步骤S1中制得的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物、100质量份的有机溶剂、0.3质量份的流平剂和2.0质量份的增稠剂在室温下搅拌30min混合均匀，制得基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料。其中，所述有机溶剂为甲基环己烷，所述流平剂为_TegoGlide410，所述增稠剂为CAB-500-5纤维素。本实施例制备的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料的使用方法为：将本实施例制得的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料辊涂于马口铁板上，在30℃，相对湿度为80％的条件下固化1h，然后置于烘箱中，于120℃下加水固化30min。实施例2本实施例中的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料通过以下方法制备：S1、疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物的制备：将0.5质量份的乙烯基硅油、0.0003质量份的氯铂酸催化剂和80质量份的聚硅氮烷原料置于反应器中混合均匀，于80℃下反应4h，制得疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物；其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为3％，粘度为250mPa·S，氟元素质量分数为0。其中，所述的聚硅氮烷为有机聚硅氮烷HTA1500RC。S2、将40质量份的步骤S1中制得的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物、100质量份的有机溶剂、0.3质量份的流平剂和1.0质量份的增稠剂在室温下搅拌30min混合均匀，制得基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料。其中，所述有机溶剂为乙酸丁酯，所述流平剂为TegoGlide420，所述增稠剂为CAB381-0.5纤维素。本实施例制备的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料的使用方法为：将本实施例制得的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料辊涂于马口铁板上，在30℃，相对湿度为80％的条件下固化1h，然后置于烘箱中，于120℃下加水固化10min。实施例3本实施例中的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料通过以下方法制备：S1、疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物的制备：将1.0质量份的乙烯基硅油、0.0005质量份的氯铂酸催化剂和90质量份的聚硅氮烷原料置于反应器中混合均匀，于90℃下反应2h，制得疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物；其中，乙烯基硅油的乙烯基含量为0.32％，粘度为2000mPa·S，氟元素质量分数为0。其中，所述的聚硅氮烷为有机聚硅氮烷HTA1500RC。S2、将40质量份的步骤S1中制得的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物、200质量份的有机溶剂、1.0质量份的流平剂和5.0质量份的增稠剂在室温下搅拌30min混合均匀，制得基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料。其中，所述有机溶剂为甲基环己烷，所述流平剂为TegoGlide420，所述增稠剂为CAB-500-5纤维素。本实施例制备的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料的使用方法为：将本实施例制得的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦有机聚硅氮烷涂料辊涂于马口铁板上，在30℃，相对湿度为60％的条件下固化3h，然后置于烘箱中，于80℃下加水固化30min。实施例4本实施例中的基于乙烯基硅油或含氟乙烯基硅油改性的疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷涂料通过以下方法制备：S1、疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物的制备：将0.5质量份的含氟乙烯基硅油、0.0001质量份的卡氏催化剂和100质量份的聚硅氮烷原料置于反应器中混合均匀，于90℃下反应2h，制得疏水疏油防涂鸦聚硅氮烷预聚物；其中，含氟乙烯基硅油中乙烯基含量为2％，粘度为1000mPa·S，氟元素质量分数为36.5％。其中，所述的聚硅氮烷为有机聚硅氮烷HTA1500RC。S2、将20质量份的步骤S...