本发明属于涂料领域，具体涉及一种环氧改性聚硅氧烷涂料及其制备方法。
背景技术：
聚硅氧烷是以Si-O-Si键为主链的聚合物，通常也称作有机硅树脂。硅氧键的键能达460kJ/mol，高于太阳光中的紫外线能量(315～415kJ/mol)，因此，聚硅氧烷具有突出的耐紫外线分解能力。硅氧键还具有很好的热稳定性和耐化学腐蚀性。聚硅氧烷的亲水/疏水特性、软硬度、热稳定性、化学反应活性等性能还可通过改变侧基基团来调节，从而大大拓展了其应用场合。在涂料领域，聚硅氧烷主要有以下3方面应用：第一，耐高温有机硅涂料，已有较成熟的实际应用；第二，聚硅氧烷改性丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等传统涂料用树脂，以提高涂料的耐候性、耐沾污性、热稳定性等性能，相关研究在文献中有大量报道；第三，以聚硅氧烷为主成膜物质的改性聚硅氧烷涂料，该涂料具有与氟碳涂料相当的耐候性、耐盐雾性，在环保性、光泽、施工性方面又优于氟碳涂料，是氟碳涂料的理想替代品，成为近年来高性能钢结构防腐面漆的新宠。
环氧改性聚硅氧烷树脂作为基料，根据固化机理主要有以下两大类型，一类是采用含双键的或低聚物改性聚硅氧烷中间体，双键可与固化剂组分中的氨基发生迈克尔加成反应，固化剂又能与聚硅氧烷中间体发生水解缩合。另一类是采用含有官能性侧基的相对分子质量低的丙烯酸树脂改性聚硅氧烷中间体，侧基主要有羟基、缩水甘油酯基等，丙烯酸树脂中官能性侧基在催化剂作用下与烷氨基硅氧烷固化剂以及聚硅氧烷中间体发生交联反应。
目前市场上的改性聚硅氧烷涂料主要缺点在于1：VOC过高违背了安全环保的市场发展需求，2：Si-O键含量低不符合国家的HG/T4755-2014的标准，3：耐碱性差，漆膜脱落严重，4：硬度不高，有机界面和无机界面之间没有很好的结合。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中聚硅氧烷涂料VOC含量高，耐碱性差，硬度不高等不足，本发明的目的在于提供一种环氧改性聚硅氧烷涂料，该涂料在常温下即可固化成膜，使用方便，无需加热，降低能耗，同时具有较好的耐腐蚀性以及耐紫外线老化能力，大大延长使用寿命。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环氧改性聚硅氧烷涂料，所述涂料包括甲组分和乙组分，甲组分和乙组分的重量比为4-5:1，其中
甲组分由63.5-70wt％环氧改性聚硅氧烷树脂，25-30wt％钛白粉，0.25-1wt％分散剂，0.25-1wt％消泡剂，1-2.5wt％流变助剂和1-2wt％气相二氧化硅组成；
乙组分由固化剂组成，所述固化剂稀释在二甲苯中；
所述环氧改性聚硅氧烷树脂采用以下方法制得：采用聚硅氧烷中间体、环氧树脂和二缩三丙二醇二丙烯酸酯在氮气保护下反应制得。该树脂透明度好，性能优越，适用范围较广。
作为优选，所述分散剂优选BYK110分散剂，所述消泡剂优选BYK-A530消泡剂、所述流变助剂优选德谦201P，所述气相二氧化硅优选R-972或R-706。
作为优选，所述固化剂为氨基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，其中所述氨基硅烷选自ELNT-7010、ELNT-7011、KH-550、KH-970中的一种或几种。
本发明还提供了一种上述环氧改性聚硅氧烷涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)环氧改性聚硅氧烷树脂的制备：首先由道康宁DC-3074有机硅中间体与正硅酸乙酯混合均匀制成聚硅氧烷中间体；在所述聚硅氧烷中间体中加入环氧树脂和二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，在氮气的保护下，加热反应合成出所述环氧改性聚硅氧烷树脂；
(2)甲组分的制备：按照权利要求1所述的配方量，先将步骤(1)制备的环氧改性聚硅氧烷树脂加入研磨罐中，在低速搅拌下依次加入润湿分散剂、流变助剂、消泡剂、钛白粉和气相二氧化硅，高速搅拌均匀后经砂磨机研磨，静置过滤即得甲组分；
(3)用二甲苯将固化剂稀释，低速搅拌均匀即得乙组分。
作为优选，在步骤(1)中，所述有机硅中间体与正硅酸乙酯的质量比为5：1，所述聚硅氧烷中间体、环氧树脂和二缩三丙二醇二丙烯酸酯的质量比为8:1:1，所述环氧树脂为氢化环氧树脂。在该反应体系中，TPGDA还起到了助熔的作用。
作为优选，在步骤(1)中，所述加热反应在80℃反应2h。
作为优选，步骤(2)中，所述低速搅拌的搅拌速率是200rpm/min，所述高速搅拌的搅拌速率为800rpm/min，搅拌时间为30min，所述砂磨机研磨的粒径小于等于20μm，所述静置时间为15min。
作为优选，步骤(3)中，所述的低速搅拌的速率为200rpm/min，搅拌时间为30min，所述固化剂在二甲苯中稀释后的质量体积分数为60w/v％。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明利用环氧树脂和氨基硅烷等固化剂的迈克尔加成反应，以及聚硅氧烷和氨基硅烷等固化剂的水解缩聚反应，研制出一种环氧改性聚硅氧烷涂料，所制备的环氧改性聚硅氧烷涂料综合性能优异，VOC含量极低，常温下即可固化成膜，使用方便，无需加热，降低能耗，同时具有较好的耐腐蚀性以及耐紫外线老化能力，大大延长使用寿命；
(2)本发明制备方法工艺简单、能耗低，适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步解释说明。
实施例1环氧改性聚硅氧烷树脂的制备
将100kg道康宁DC-3074与20kg正硅酸乙酯混合均匀制成聚硅氧烷中间体；在上述聚硅氧烷中间体中加入15kg氢化环氧树脂(ZD6040E)和15kg的TPGDA，在氮气的保护下，80℃反应2h合成得到环氧改性聚硅氧烷树脂。
实施例2环氧改性聚硅氧烷涂料的制备
先称取65kg制备的环氧改性聚硅氧烷树脂(按照实施例1方法制备)加入研磨罐中，在低速搅拌下依次加入0.3kg润湿分散剂BYK110、0.5kgBYK-A530消泡剂、2.2kg流变助剂201P(购自得谦)、30kg钛白粉和2kg气相二氧化硅，在800rpm/min搅拌30min后经砂磨机研磨，研磨至粒径小于等于20μm，静置15min过滤即得甲组分；用二甲苯将胺类固化剂ELNT-7010稀释成60w/v％，200rpm/min低速搅拌搅拌30min即得乙组分。
甲组分和乙组分按照重量配比4：1配合使用，可以利用喷涂，刷涂，滚涂的方式对所需涂敷的基材进行涂覆，使基材形成一层均匀的涂层。
实施例3
先称取68kg制备的环氧改性聚硅氧烷树脂(按照实施例1方法制备)加入研磨罐中，在低速搅拌下依次加入在低速搅拌下依次加入0.3kg润湿分散剂BYK110、0.5kgBYK-A530消泡剂、2.2kg流变助剂201P(购自得谦)、28kg钛白粉和1kg气相二氧化硅，在800rpm/min搅拌30min后经砂磨机研磨，研磨至粒径小于等于20μm，静置15min过滤即得甲组分；用二甲苯将丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷稀释成60w/v％，200rpm/min低速搅拌搅拌30min即得乙组分。
甲组分和乙组分的重量配比为4：1，可以利用喷涂，刷涂，滚涂的方式对所需涂敷的基材进行涂覆，使基材形成一层均匀的涂层。
实施例4
先称取70kg制备的环氧改性聚硅氧烷树脂(按照实施例1方法制备)加入研磨罐中，在低速搅拌下依次加入0.5kg润湿分散剂BYK110、2.5kg流变助剂201P、1kg BYK-A530消泡剂、25kg钛白粉28.8％，1kg气相二氧化硅，在800rpm/min搅拌30min后经砂磨机研磨，研磨至粒径小于等于20μm，静置15min过滤即得甲组分；用二甲苯将固化剂KH-550稀释成60w/v％，200rpm/min低速搅拌搅拌30min即得乙组分。
甲组分和乙组分的重量配比为5：1，可以利用喷涂，刷涂，滚涂的方式对所需涂敷的基材进行涂覆，使基材形成一层均匀的涂层。
用120#的线棒或喷涂方式分别将实施例2-4所制备的涂料直接涂覆在马口铁上。应注意的是，在制备用于测试抗冲击性和附着力的涂层试样时，马口铁先用20#砂纸打磨，然后用丙酮擦拭。所有涂层在室温下干燥1周后进行性能测试。实施例2-4所制备涂料的主要性能检测结果见表1。
表1实施例2-4所制备涂料的主要性能
从表1可以看出以上实施例只是对本发明的技术构思起到说明示例作用，并不能以此限制本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明技术方案的精神和范围内，进行修改和等同替换，均应落在本发明的保护范围之内。