阅读说明：本技术 无溶剂聚酯硅氧烷树脂及其制备方法和用途 (Solvent-free polyester siloxane resin and preparation method and application thereof ) 是由 邓贤均 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种无溶剂聚酯硅氧烷树脂,由有机硅单体、六氢苯酐、甲基丙二醇和二元聚醚制得,树脂固体份高。本发明制备方法简单,工艺稳定,适合工业化生产。本发明无溶剂聚酯硅氧烷树脂用于调配的聚酯硅氧烷清漆及白聚硅氧烷面漆重涂性好,相关涂料产品满足JT/T722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件相关产品标准要求,同时无溶剂生产,符合环保要求。(The invention provides a solvent-free polyester siloxane resin which is prepared from an organic silicon monomer, hexahydrophthalic anhydride, methyl propylene glycol and binary polyether, and has high solid content. The preparation method is simple, stable in process and suitable for industrial production. The solvent-free polyester siloxane resin is used for preparing polyester siloxane varnish and white polysiloxane finish paint, has good recoatability, related paint products meet the product standard requirements related to the technical conditions of anticorrosive coating of steel structures of JT/T722-2008 highway bridges, and simultaneously, the solvent-free polyester siloxane resin is produced without solvent and meets the requirement of environmental protection.)

无溶剂聚酯硅氧烷树脂及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及高分子树脂合成及应用领域，具体涉及一种无溶剂聚酯硅氧烷树脂及其制备方法和用途。

背景技术

聚硅氧烷树脂是近些年在大型桥梁、要求较高的市政形象工程上使用广泛的涂料成膜物。以其高耐候、高耐化学介质的特性，深受市场认可。传统聚硅氧烷树脂其固体份相对较低，导致相关涂料产品的不挥发份低，以至于难于满足JT/T722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件相关产品标准要求；又因其重涂性差，往往造成重涂后漆膜外观不好严重影响其装饰性。随着社会对环境保护工作的大力加强，工厂对安全生产的越加重视，各国各级政府相关的政策的严格规范，有机合成高分子高固体、无溶剂化聚硅氧烷树脂已成趋势。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种无溶剂聚酯硅氧烷树脂，该聚酯硅氧烷树脂固体份高，重涂性好，相关涂料产品满足JT/T722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件相关产品标准要求，同时无溶剂生产，符合环保要求。

除特殊说明外，本发明所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种无溶剂聚酯硅氧烷树脂，其特征在于，它是由下列重量配比的原料制得：有机硅单体35-41％、六氢苯酐24-28％、甲基丙二醇20-24％、二元聚醚8-10％，以质量百分比计。

进一步，上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂中，所述有机硅单体为Z-6018有机硅单体；所述二元聚醚为二元聚醚A21。

本发明的另一目的在于提供上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂的制备方法，该方法操作简单，工艺稳定，适合工业化生产。

上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂的制备方法，其特征在于：将有机硅单体、六氢苯酐和甲基丙二醇投入反应釜，以10℃/小时的速度加热至150±2℃，保温2小时；然后以5℃/小时的速度升温至180±2℃，保温2小时；再以5℃/小时的速度升温至200±2℃，保温至酸值≤8、黏度(涂-4)60-90秒；最后降温至120℃以下，加入二元聚醚，搅拌均匀，出锅即得。

本发明的再一目的在于提供上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂在配制聚酯硅氧烷清漆中的应用。

本发明的再一目的在于提供上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂在配制白聚硅氧烷面漆中的应用。

本发明的再一目的在于提供一种无溶剂聚酯硅氧烷清漆，该清漆使用上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂配制而成。进一步，上述无溶剂聚酯硅氧烷清漆，由甲、乙两种组分配制而成，其中甲组分为：上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂98份、二元聚醚2份、2％环烷酸锌液0.05份，所述2％环烷酸锌液为二甲苯为溶剂兑稀的环烷酸锌，以质量百分比计；乙组分为脂肪簇聚氨酯固化剂；甲：乙＝4：1(重量份比)。

本发明的再一目的在于提供一种白聚硅氧烷面漆，该面漆使用上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂配制而成。进一步，上述白聚硅氧烷面漆，由甲、乙两种组分配制而成，其中甲组分为：上述无溶剂聚酯硅氧烷树脂78份、钛白粉20份、二元聚醚2份、2％环烷酸锌液0.05份，所述2％环烷酸锌液为二甲苯为溶剂兑稀的环烷酸锌，以质量百分比计；乙组分为脂肪簇聚氨酯固化剂；甲：乙＝4：1(重量份比)。

上述脂肪簇聚氨酯固化剂为HDI类100％固体份聚氨酯固化剂，比如N3600、N3900等。

有益效果：

聚硅氧烷树脂的合成经历了第一代的环氧树脂改型的聚硅氧烷树脂和当前的第二代的丙烯酸聚硅氧烷树脂两个阶段。因环氧聚硅氧烷树脂的保光保色性较差，逐渐被市场遗忘。而当前受追捧的当然是保光保色优异的丙烯酸聚硅氧烷树脂。本发明在丙烯酸聚硅氧烷树脂的基础上，更进一步提高固体达近100％，通过与丙烯酸聚硅氧烷合成路线及原料选用和配比全新的方案实现了聚酯硅氧烷树脂的无溶剂、低黏度；而聚酯链段较好的油溶性，有效改变了相关涂料产品重涂时的界面相互渗透以及互穿，从而实现其良好的施工重涂性。本发明制备方法简单，工艺稳定，适合工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。采用现行的相应国家标准检测方法测试本发明制备的清漆及面漆相应性能。本发明所述原料及试剂均为市售产品，其中HDI类100％固体份聚氨酯固化剂N3600、N3900由拜尔公司提供，Z-6018有机硅单体由美国道康宁公司提供；二元聚醚A21由南京威尔化工有限公司提供。

(一)无溶剂聚酯硅氧烷树脂液的制备

实施例1

称取Z-6018有机硅单体1140克，六氢苯酐780克，甲基丙二醇660克入反应釜，以10℃/小时的速度缓慢加热至150±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至180±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至200±2℃，保温至酸值黏度。降温至120℃以下，加入二元聚醚(A21)270克，搅拌均匀，出锅备用。

实施例2

称取Z-6018有机硅单体1080克，六氢苯酐740克，甲基丙二醇640克入反应釜，以10℃/小时的速度缓慢加热至150±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至180±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至200±2℃，保温至酸值黏度。降温至120℃以下，加入二元聚醚(A21)240克，搅拌均匀，出锅备用。

实施例3

称取Z-6018有机硅单体1100克，六氢苯酐750克，甲基丙二醇630克入反应釜，以10℃/小时的速度缓慢加热至150±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至180±2℃，保温2小时。以5℃/小时的速度缓慢升温至200±2℃，保温至酸值黏度。降温至120℃以下，加入二元聚醚(A21)260克，搅拌均匀，出锅备用。

本发明无溶剂聚酯硅氧烷树脂液颜色外观、粘度、固体含量以及酸值等检测结果如下表1。

表1本发明环氧树脂固化剂颜色及外观以及固体含量检测结果

(二)使用本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配清漆

实施例4

无溶剂聚酯硅氧烷清漆配方：

(1)无溶剂聚酯硅氧烷清漆(甲组分)

实施例1制备的无溶剂聚酯硅氧烷树脂液 98.0份

二元聚醚(A21) 2.0份

2％环烷酸锌液 0.05份(外加)

(2)无溶剂聚酯硅氧烷清漆(乙组分)

脂肪簇聚氨酯固化剂 100份

甲：乙＝4：1(重量份比)

其中：2％环烷酸锌液为二甲苯为溶剂兑稀的环烷酸锌；脂肪簇聚氨酯固化剂为HDI类100％固体份聚氨酯固化剂N3600。

参照实施例4的配方，以甲组分无溶剂聚酯硅氧烷树脂液为实施例2制备的无溶剂聚酯硅氧烷树脂液运行实施例5调配清漆。参照实施例4的配方，以甲组分无溶剂聚酯硅氧烷树脂液为实施例3制备的无溶剂聚酯硅氧烷树脂液运行实施例6调配清漆。本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配清漆性能测试结果如表2所示。

表2本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配清漆性能测试结果

(三)使用本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配白聚硅氧烷面漆

实施例7

白聚硅氧烷面漆配方：

(1)白聚硅氧烷面漆(甲组分)

(2)白聚硅氧烷面漆(乙组分)

脂肪簇聚氨酯固化剂 100.0份

甲：乙＝4：1(重量份比)。

其中：2％环烷酸锌液为二甲苯为溶剂兑稀的环烷酸锌；脂肪簇聚氨酯固化剂为HDI类100％固体份聚氨酯固化剂N3900。

参照实施例7的配方，以甲组分无溶剂聚酯硅氧烷树脂液为实施例2制备的无溶剂聚酯硅氧烷树脂液运行实施例8调配白聚硅氧烷面漆。参照实施例7的配方，以甲组分无溶剂聚酯硅氧烷树脂液为实施例3制备的无溶剂聚酯硅氧烷树脂液运行实施例9调配白聚硅氧烷面漆。本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配白聚硅氧烷面漆性能测试结果如表3所示。

表3本发明无溶剂聚酯硅氧烷调配白聚硅氧烷面漆性能测试结果

综上，本发明无溶剂聚酯硅氧烷树脂的合成及相关清漆、色漆的制备,通过优化原材料组成及比例所得的无溶剂聚酯硅氧烷树脂不论清漆还是色漆，都一致的体现了固体分近100％、低粘、干性及重涂性正常的特点。本发明无溶剂聚酯硅氧烷树脂调配的面漆完全满足JT/T722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件标准中聚硅氧烷面漆指标(JT/T722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件中聚硅氧烷面漆重要指标：不挥发分(甲+乙)(％)：≥70；漆膜表干：≤2小时，实干≤24小时；重涂性：重涂无障碍；耐磨性：≤0.04克；硬度：≥0.6；附着力：≥5MPa；适用期：≥5小时)。同时，对于越来越严苛的涂料产品环保技术要求，尤其是有机挥发物含量限量要求，如即将实施的工业防腐涂料的国家强制性标准GB30981-2020及绿色产品评价(涂料)等，本发明已经做好了充分的技术储备。