专利名称：有机硅涂料流平剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种有机硅改性涂料流平剂及其制备方法。
背景技术：
涂料表面通常不是完全平滑的，相反的，总是具有不同程度的结构表面，它被称作波纹或者橘皮表面。这些表面可能由精细的短小波纹构成，或者是粗糙的长波纹构成，具体结构取决于涂料组合物的性质和组成。在大多数情形中，这种波纹都被希望得到消除。现代涂料多是采用强极性的树脂和以高表面张力的溶剂做分散体系，体系易起泡，且底材润湿困难，在施工过程中或施工后的成膜过程中很容易发生如缩孔、缩边、橘皮、印痕、流挂、浮色、发花等表面缺陷，不仅影响涂膜的装饰效果，而且会降低或损坏其保护作用。为了克服现代涂料在涂饰施工过程中流平不良弊病，使涂料流动及干燥成膜后得到一个平整的涂膜，需要对涂膜表面加以控制。为了改善现代涂料的流平性，加入流平剂是绝对必要的，这是由于如果没有这些流平剂，那么，要想获得一个平滑的表面无论如何都是不可能的。第一类涂料流平剂多采用醇类、酯类、酮类等高沸点有机溶剂，通过调整涂料涂刷后溶剂的挥发速度，使涂料在干燥过程中具有平均的挥发速度及溶解力，延长涂膜的干燥时间，从而达到改善流平的作用。第二类涂料流平剂是以相容性受限的长链树脂为主要组成物，如醋丁纤维类、聚(甲基)丙烯酸酯类等。对于聚(甲基)丙烯酸酯来说，优选采用具有烷基链长度为C2-C8的丙烯酸烷基酯的聚合物或者共聚物，举例来说，如丙烯酸乙酯、丙烯酸(2-乙基己基)酯或丙烯酸正丁酯。所采用的产品，有些情形中，其分子量最高可达100000。这类流平剂既可原样使用，也可溶于有机溶剂中的溶液形式使用，其用量通常占所述涂料组合物重量的0.1-2%。第三类涂料流平剂是以相容性受限制的聚硅氧烷为主要组成物，有关的化合物通常包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚或聚酯改性的聚二甲基或聚甲基烷基硅氧烷，如长链烷基改性聚硅氧烷、苯基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、反应性有机基改性聚硅氧烷等。由于其具有低的表面张力，极低用量即可有效降低涂料的表面张力，极大增强涂料在底材的润湿及铺展，因此其具有控制表面流动、改善流平作用。进一步的，等溶剂分挥发后，有机改性聚硅氧烷在涂膜表面形成一层极薄且光滑的单分子层，从而极大改善涂膜的光泽、滑度及抗刮伤性能。有机硅流平剂的作用效果，取决于改性聚硅氧烷的化学结构以及使用量。如聚硅氧烷分子量大小，有机基团的类型、大小、位置及数量，有机基改性聚硅氧烷的链接方式，都将影响其作用效果。实验证明其用量多了会产生副作用。所有这些产品的效果，取决于在液/气界面的表面活性:由于所述流平剂与涂料具有一定程度的不相容性，这些产品与所述界面采取一定的取向。这些不相容性可通过提高这些聚合物的分子量而得到提高。但是，这样就会存在一个缺点，由于这种不相容性，可能会导致一定程度的涂 层光雾的产生。分子量的提高同时也会增大流平剂的粘度，给使用带来不便。对于现代涂料来说，现有的聚合物仅能为流平问题提供单一的效果，迫切需要一种新型的，集极佳的流平、润湿分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一体的表面控制剂，使得涂膜的绝对平滑成为可能，这对于现代涂料来说是极其重要的。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种集极佳的流平、润湿分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一体的有机硅涂料流平剂。解决上述技术问题的技术方案如下:一种有机硅涂料流平剂，其结构式如下
权利要求
1.一种有机硅涂料流平剂，其特征在于，其结构式如下
2.根据权利要求1所述的有机硅涂料流平剂，其特征在于，其中x=5-100，y+z=0-10;该有机硅涂料流平剂的重均分子量为1800 16000，其中聚硅氧烷单元的重量占有机硅涂料流平剂总重量的15-60%。
3.根据权利要求1所述的有机娃涂料流平剂，其特征在于，其中x=10-40,y+z=0-5 ;该有机硅涂料流平剂的重均分子量为2400 8000，其中聚硅氧烷单元的重量占有机硅涂料流平剂总重量的30-50%。
4.权利要求1-3任一项所述的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:在惰性气体保护下，将含氢聚硅氧烷与烯烃化合物在钼催化剂存在下，无溶剂条件下进行加成聚合反应，反应温度为55-100°C，反应时间为3-12.5h，通过测定S1-H基残存量判定反应终点，即得所述有机硅涂料流平剂； 所述含氢聚硅氧烷中的S1-H键与所述烯烃化合物中的C=C双键的摩尔比为1:1.0-1.2，所述含氢聚硅氧烷为双端含氢聚硅氧烷或双端侧链含氢聚硅氧烷。
5.根据权利要求4所述的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述含氢聚硅氧烷与烯烃化合物的加料方式为一步滴加法或两步滴加法， 所述一步滴加法包括如下步骤:将含氢聚硅氧烷置于反应器中，加热至温度达到55-80°C时加入30-75wt%的钼催化剂，然后在80_95°C时滴加烯烃化合物与剩余的钼催化剂的混合物，控制滴加时间为l_3h，滴加完毕后保持85-100°C继续反应2-8h，通过测定S1-H基残存量判定反应终点； 所述两步滴加法包括如下步骤:将10-40wt%的烯烃化合物置于反应器中，加热至温度达到55-80°C时加入30-75wt%的钼催化剂，保持温度在70_85°C滴加含氢聚硅氧烷，控制滴加时间为0.5-1.5h，然后在80-95°C时滴加剩余的烯烃化合物与剩余的钼催化剂的混合物，控制滴加时间为l_3h，滴加完毕后保持85-100°C继续反应2-8h，通过测定S1-H基残存量判定反应终点。
6.根据权利要求4所述的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述烯烃化合物为烯丙基聚醚、C2-C2tl烯烃、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸甲基酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁基酯、甲基丙烯酸异丁基酯、丙烯酸叔丁基酯、甲基丙烯酸叔丁基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸环己基酯、丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、单丙烯酸三甘醇酯、甲基丙烯酸三甘醇酯、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、醋酸乙烯酯、丙烯酸N，N- 二甲基氨基丙基酯、甲基丙烯酸N，N- 二甲基氨基乙基酯、聚单丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述烯烃化合物为羟基封端烯丙基聚醚、甲氧基封端烯丙基聚醚、乙氧基封端烯丙基聚醚、丁氧基封端烯丙基聚醚、乙酰基封端烯丙基聚醚、八烯烃、十烯烃、十二烯烃、十四烯烃、十六烯烃、十八烯烃、二十烯烃、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚中的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述钼催化剂为钼、担体钼、钼化合物或钼螯合物，所述钼催化剂的用量按钼含量计算为每升反应物5_30ppm 钼。
9.根据权利要求8所述·的有机硅涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述钼催化剂为六水合氯钼酸的异丙醇溶液，其中六水合氯钼酸的质量百分含量为0.5-10%ο
10.权利要求1-3任一项所述有机硅涂料流平剂在涂料组合物中的应用，其特征在于，所述有机硅涂料流平剂在涂料组合物中的用量为0.01-5%。
全文摘要
本发明公开了一种有机硅涂料流平剂及其制备方法，其结构式如下，其中，x=0-500，y=0-25，z=0-25；G1、G2、G3和R为-(CH2)3(OC2H4)a(OC3H6)bOR′、-(CH2)3OCH2(CHCH2O)、-CH2CHMeC6H5、-CH2CH2C6H5或C1-C20烷烃基中的一种或几种，其中a=0-26，b=0-26，R′为H、Me、Et、C4H9、C12H25或COMe。制备方法为在惰性气体保护下，将含氢聚硅氧烷与烯烃化合物在铂催化剂存在下，无溶剂条件下进行加成聚合反应制得。该有机硅涂料流平剂集极佳的流平、润湿分散、增滑抗刮、消泡抑泡功能于一体，一方面具有极强的降低表面张力的能力，赋予涂料优异的流平、润湿分散的性能，另一方面保留完整的侧链甲基给予优良的滑爽性与抗刮伤性，并提供良好的消泡抑泡性能。
文档编号C09D7/06GK103214895SQ20131015085
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者余龙飞, 郑小珊, 李欢玲, 李莉 申请人:广东省石油化工研究院