本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種有機硅改性PAE聚脲涂料，包括A組分和B組分，A組分中有機硅改性聚天門冬氨酸酯的制備方法為：將乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與端含氫硅油反應得到官能化硅油；將官能化硅油與馬來酸二烷基酯或馬來酸酐反應得到馬來酸二聚硅氧烷酯；將馬來酸二聚硅氧烷酯與脂肪族二元伯胺反應即得；B組分中異氰酸酯硅油固化劑的制備方法為：將乙烯基二鹵或多鹵化合物與含氫硅油反應得到多鹵化硅油；將多鹵化硅油與鄰苯二甲酰亞胺鹽反應然后加熱肼解得多氨基硅油；在多氨基硅油中滴加氯甲酸三氯甲酯并用白熾燈照射反應即得。本發(fā)明專利技術(shù)將聚硅氧烷分別引入A組分和B組分的側(cè)鏈上，可以得到流平性好、高防腐、耐高溫且涂層強度高的PAE聚脲涂料。聚脲涂料。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種有機硅改性PAE聚脲涂料
[0001]本專利技術(shù)涉及高分子涂料
，尤其是涉及一種有機硅改性PAE聚脲涂料。
技術(shù)介紹
[0002]聚天門冬氨酸酯樹脂搭配脂肪族異氰酸酯固化劑制備成的聚天門冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)涂料具有較低的粘度和較高的固含量(大于90％)，因此具有較低的VOC排放量，并且涂料經(jīng)一次施工就可獲得所需膜厚，提高了工作效率，不僅環(huán)保，而且節(jié)約能源。該涂料常溫即可成膜，涂膜具有卓越的耐候性，接近氟碳涂料的耐紫外線性能，遠遠超過傳統(tǒng)的丙烯酸聚氨酯(PU)涂料；除此以外，它還具有良好的耐磨耗性能。因此該涂料在重防腐涂料、船舶涂料、風力發(fā)電葉片涂料、汽車涂料等領域具有廣泛的應用前景。
[0003]但傳統(tǒng)的聚天門冬氨酸酯與脂肪族異氰酸酯反應時存在施工時間短、流平性差、耐高溫強度差，低溫脆化等缺陷，難以為用慣了常規(guī)涂料的客戶所接受。由于有機硅兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，因此用有機硅對聚天門冬氨酸酯進行改性以提高PAE聚脲涂料的使用性能得到了廣泛研究。
[0004]潘瑞華、戴滔、盧仁俊、張龍在《聚硅氧烷聚天冬氨酸酯相互改性的研究》中通過硅氧烷改性提升聚天門冬氨酸酯的防腐性能；但沒有解決涂層施工問題和耐高溫問題，反應凝膠時間過快流平差。中國專利《改性聚天門冬氨酸酯聚脲涂料及其制備方法和應用》公開號CN110373099A中通過聚硅氧烷與聚天門冬氨酸酯橋聯(lián)的方式將聚硅氧烷引入聚天門冬氨酸酯主鏈，以提升涂層的耐溶劑及硬度等機械性能；但由于聚硅氧烷強度差，將其引入聚天門冬氨酸酯的主鏈降低了涂層整體強度，不利于涂料的應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]本專利技術(shù)是為了克服現(xiàn)有的聚天門冬氨酸酯與脂肪族異氰酸酯反應時存在施工時間短、流平性差、耐高溫強度差，低溫脆化等缺陷，不利于涂料的使用的問題，提供一種有機硅改性PAE聚脲涂料，分別在聚天門冬氨酸酯和異氰酸酯固化劑的側(cè)鏈上引入聚硅氧烷基團，可以得到流平性好、高防腐、耐高溫且涂層強度高的PAE聚脲涂料。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種有機硅改性PAE聚脲涂料，包括A組分和B組分，所述A組分中包括有機硅改性聚天門冬氨酸酯，B組分中包括多異氰酸酯硅油固化劑；所述有機硅改性聚天門冬氨酸酯的制備方法包括如下步驟：(1)將乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與端含氫硅油反應，得到官能化硅油；(2)將所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯或馬來酸酐反應，得到馬來酸二聚硅氧烷酯；(3)將所述馬來酸二聚硅氧烷酯與脂肪族二元伯胺反應，得到所述有機硅改性聚
天門冬氨酸酯；所述多異氰酸酯硅油固化劑的制備方法包括如下步驟：A)將乙烯基二鹵或多鹵化合物與含氫硅油反應，得到多鹵化硅油；B)將多鹵化硅油與鄰苯二甲酰亞胺鹽在溶劑中反應然后加熱肼解，分離得多氨基硅油；C)在多氨基硅油中滴加氯甲酸三氯甲酯，并用白熾燈照射反應，反應結(jié)束后將混合物旋干并用乙酸乙酯萃取然后脫除溶劑，得到所述多異氰酸酯硅油固化劑。
[0007]本專利技術(shù)的A組分制備過程中，先通過乙烯基醇與乙烯基環(huán)氧化合物與端含氫硅油的硅氫加成反應，得到帶有羥基或環(huán)氧基的官能化硅油；然后通過官能化硅油與馬來酸二烷基酯的酯交換反應或與馬來酸酐的反應得到馬來酸二聚硅氧烷酯；最后再通過馬來酸二聚硅氧烷酯與脂肪族二元伯胺的反應，最終得到側(cè)鏈含有聚硅氧烷基團的有機硅改性聚天門冬氨酸酯。本專利技術(shù)在聚天門冬氨酸酯的側(cè)鏈上引入聚硅氧烷基團，可有效提高其與脂肪族異氰酸酯固化劑混合后制得的PAE聚脲涂料的流平性、防腐性及耐高溫性能；且聚硅氧烷基團位于側(cè)鏈上，不會對聚天門冬氨酸酯的分子鏈強度造成影響，涂層的機械性能好。
[0008]由于僅對A組分進行有機硅改性，對樹脂的保護不完全，涂料的防腐效果仍不夠理想，因此本專利技術(shù)同時用有機硅對B組分進行了改性。本專利技術(shù)B組分的制備過程中，先通過乙烯基二鹵或多鹵化合物與含氫硅油的硅氫加成反應，得到多鹵化硅油；然后用多鹵化硅油通過Gabriel伯胺合成法得到多氨基硅油；最后再用多氨基硅油通過光氣法合成多異氰酸酯硅油，從而將聚硅氧烷基團引入異氰酸酯的側(cè)鏈。將本專利技術(shù)中的多異氰酸酯硅油作為固化劑，與A組分混合后得到的PAE聚脲涂料可具有優(yōu)異的防腐性能，且聚硅氧烷基團均位于A組分和B組分的側(cè)鏈上，不會影響涂層的機械性能。
[0009]作為優(yōu)選，A組分和B組分的質(zhì)量比為2～2.2:1。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(1)中所述的乙烯基醇選自烯丙醇、丁烯醇、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯一種或多種；所述的乙烯基環(huán)氧化合物選自烯丙基環(huán)氧縮水甘油醚、烯丙基環(huán)氧縮水甘油酯、環(huán)氧丁烯中的一種或多種；所述的含氫硅油的分子量為78～800。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(1)的反應條件為：將脫水后的乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與端含氫硅油混合，并加入氯鉑酸催化劑，在40～150℃下反應1～4h，得到官能化硅油；所述的乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與含氫硅油的摩爾比為1～1.2:1，氯鉑酸催化劑的用量為5～10ppm。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(2)的反應條件為：將所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯加入溶劑中，在100～180℃下反應2～6h，所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯的摩爾比為2～2.2:1；所述馬來酸二烷基酯為馬來酸二甲酯或馬來酸二乙酯；或?qū)⑺龉倌芑栌驮?0～80℃下滴加入馬來酸酐中，60～80℃保溫1～3h，得到馬來酸二聚硅氧烷酯；所述官能化硅油與馬來酸酐的摩爾比為2～2.2:1。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(3)的反應條件為：將脂肪族二元伯胺加入馬來酸二聚硅氧烷酯中，并加入甲醇鈉催化劑，氮氣保護下40～80℃反應8～12h，得到所述有機硅改性聚天門冬氨酸酯；所述脂肪族二元伯胺與馬來酸二聚硅氧烷酯的摩爾比為1:2～2.2；所述脂肪族二元伯胺選自IPDA、1,6
?
己二胺、4,4'
?
二氨基二環(huán)己基甲烷、DMDC、三甲基己二胺、孟烷二胺、
二乙氨基丙胺中的一種；催化劑的添加量為反應物總質(zhì)量的0.01～0.1％。
[0014]作為優(yōu)選，步驟A)中所述的乙烯基二鹵或多鹵化合物選自1,4二氯
?2?
丁烯、1,4二溴
?2?
丁烯、1,6二溴
?3?
己烯、3,5
?
二溴環(huán)己烯、3,4,5
?
三溴環(huán)己烯中的一種，所述的單端含氫硅油的分子量為78～800，所述的乙烯基二鹵或多鹵化合物與單端含氫硅油的摩爾比為1:1～2。
[0015]作為優(yōu)選，步驟A)的反應條件為：將脫水后的乙烯基多鹵化合物與端含氫硅油混合，并加入氯鉑酸催化劑，在40～150℃下反應1～4h，得到含鹵硅油；氯鉑酸催化劑的用量為5～10ppm。
[0016]作為優(yōu)選，步驟B)中的反應條件為：將鄰苯二甲酰亞胺鹽、多鹵化硅油和溶劑混合，加熱至本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種有機硅改性PAE聚脲涂料，其特征是，包括A組分和B組分，所述A組分中包括有機硅改性聚天門冬氨酸酯，B組分中包括多異氰酸酯硅油固化劑；所述有機硅改性聚天門冬氨酸酯的制備方法包括如下步驟：（1）將乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與單端含氫硅油反應，得到官能化硅油；（2）將所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯或馬來酸酐反應，得到馬來酸二聚硅氧烷酯；（3）將所述馬來酸二聚硅氧烷酯與脂肪族二元伯胺反應，得到所述有機硅改性聚天門冬氨酸酯；所述多異氰酸酯硅油固化劑的制備方法包括如下步驟：A）將乙烯基二鹵或多鹵化合物與單端含氫硅油反應，得到多鹵化硅油；B）將多鹵化硅油與鄰苯二甲酰亞胺鹽在溶劑中反應然后加熱肼解，分離得多氨基硅油；C）在多氨基硅油中滴加氯甲酸三氯甲酯，并用白熾燈照射反應，反應結(jié)束后將混合物旋干并用乙酸乙酯萃取然后脫除溶劑，得到所述多異氰酸酯硅油固化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機硅改性PAE聚脲涂料，其特征是，A組分和B組分的質(zhì)量比為2~2.2:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機硅改性PAE聚脲涂料，其特征是，步驟（1）中所述的乙烯基醇選自烯丙醇、丁烯醇、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯一種或多種；所述的乙烯基環(huán)氧化合物選自烯丙基環(huán)氧縮水甘油醚、烯丙基環(huán)氧縮水甘油酯、環(huán)氧丁烯中的一種或多種；所述的單端含氫硅油的分子量為78~800。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種有機硅改性PAE聚脲涂料，其特征是，步驟（1）的反應條件為：將脫水后的乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與單端含氫硅油混合，并加入和氯鉑酸催化劑，在40~150℃下反應1~4h，得到官能化硅油；所述的乙烯基醇或乙烯基環(huán)氧化合物與單端含氫硅油的摩爾比為 1~1.2:1，氯鉑酸催化劑的用量為5~10ppm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機硅改性PAE聚脲涂料，其特征是，步驟（2）的反應條件為：將所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯加入溶劑中，在100~180℃下反應2~6h，所述官能化硅油與馬來酸二烷基酯的摩爾比為2~2.2:1；所述馬來酸二烷基酯為馬來酸二甲酯或馬來酸二乙酯；或?qū)⑺龉倌芑栌驮?0~80℃下滴加入馬來酸酐中，60~80℃保溫1~3h，得到馬來酸二聚硅氧烷酯；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧鵬飛，徐軼，張永軍，夏杰，魯利華，史忠，朱雨蓉，
申請(專利權(quán))人：浙江艾特普科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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