聚硅氧烷涂料组合物.pdf

本发明为聚硅氧烷涂料组合物，属涂料化工制造技术。它采用氢化环氧树脂与氨基官能化的硅氧烷进行反应，并拼入涂覆性能和耐候性能优异的丙烯酸树脂以及柔韧性和附着力优良的聚醚胺树脂，特别涉及海上石油平台应用的聚硅氧烷涂料组合物。它具有耐候、耐水和耐腐蚀性能，良好的柔韧性及优异的层间附着力。它的组成为：环氧树脂12～50％；丙烯酸树脂10～40％；分散剂0.5～1.5％；钛白粉20～30％；滑石粉5～25％；云母粉5～15％；流变助剂0.5～1.5％；防沉剂0.5～2％；二甲苯2～10％；醋酸丁酯5～10；固化剂1为15～40％；固化剂2为5～25％；组成均为百分含量。

1、  聚硅氧烷涂料组合物，组成为：
涂料组成         含量
环氧树脂         12～50％
丙烯酸树脂       10～40％
分散剂           0.5～1.5％
钛白粉           20～30％
滑石粉           5～25％
云母粉           5～15％
流变助剂         0.5～1.5％
防沉剂           0.5～2％
二甲苯溶剂       2～10％
醋酸丁酯溶剂     5～10％
固化剂1          15～40％
固化剂2          5～25％
以上均为百分含量。

2、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是环氧树脂选自氢化双酚A环氧树脂、环氧当量100～500之间。

3、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是丙烯酸树脂选自热缩性丙烯酸树脂或羟基丙烯酸树脂，羟基含量在0.5～2.5之间。

4、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是分散剂选自含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液或者含酸性基团的共聚物溶液中的一种。

5、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是流变助剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种。

6、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种。

7、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是固化剂1是氨基官能化的硅氧烷树脂，胺值在1.0～4.0之间。

8、  根据权利要求1所述的聚硅氧烷涂料组合物，其特征是固化剂2是聚醚胺固化剂。

聚硅氧烷涂料组合物
【技术领域】
本发明是一种采用氢化环氧树脂与氨基官能化的硅氧烷进行反应，并拼入复涂性能和耐候性能优异的丙烯酸树脂以及柔韧性和附着力优良的聚醚胺树脂，特别涉及海上石油平台的聚硅氧烷涂料组合物，属涂料化工制造技术。
【背景技术】
为了提高工业防腐蚀涂料中面漆的耐久性能，世界各大涂料公司在无机化学方面作了很多的尝试，但是很多聚合物都需要烘烤才能进行交联成膜，这在通常的工业防腐应用中不切实际。但是，聚硅氧烷涂料一直被认为是空气干燥固化成膜的潜在技术路线。然而，在这方面的进展一直很小，直到1981年第一个专利颁布，它是由环氧聚胺和聚硅氧烷组成的互穿网络聚合物IPN。这个专利颁布后，在商业用途方面取得了一定进展。到了20世纪90年代，在美国取得了令人瞩目的成就，商品化的聚硅氧烷涂料产品开始出现，随之颁布了一系列有关使用有机聚合物对无机聚合物进行互穿网络改性的专利。
阿迈隆国际公司颁布了一种聚硅氧烷聚氨酯组合物，通过在水存在下以预定比例化合有机二异或多异氰酸酯、多元醇、有羟基直接与硅原子相连的含羟基的硅物质、有机锡催化剂、胺催化剂、甲氧基官能的硅氧烷中间体和甲醇。这些化学成分一起化合进行化学反应形成硅烷醇官能化的氨基甲酸酯预聚物，在水份存在下固化形成耐化学性、耐气候性、高拉伸和高伸长率的聚硅氧烷聚氨酯面漆。
式玛卡龙公司选用氨基官能化的聚硅氧烷与环氧树脂反应形成氨基官能化聚硅氧烷涂料；另外，该公司也颁布了采用环氧树脂、聚硅氧烷、氨基硬化剂(具有能与水解聚硅氧烷的硅烷醇基团反应形成聚合物网的活性氢)形成固化的环氧改性聚硅氧烷聚合物组合物。
国际涂料有限公司采用聚硅氧烷、缩水甘油基官能的丙烯酸聚合物和硬化剂反应形成室温固化的聚硅氧烷涂料。可用作大型结构体如船舶、桥梁、建筑物、工厂厂房或油井架的保护涂层。
目前国内使用的高耐候性面漆主要是脂肪族聚氨酯面漆，用于海洋环境下既具有超强耐候性同时拥有优异防腐性能的聚硅氧烷面漆近几年才开始在几个国际大公司使用。
本发明人通过深入研究，采用氢化环氧树脂与氨基官能化的硅氧烷进行反应，并拼入复涂性能和耐候性能优异的丙烯酸树脂以及柔韧性和附着力优良的聚醚胺树脂，获得既具有超强耐候性能又具有防腐性能的聚硅氧烷面漆。并通过改进传统生产工艺，选用合适的颜填料和触变防沉体系，获得高固体份涂料，既降低了生产成本，也满足了环保要求。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种具有超强耐候性的聚硅氧烷涂料组合物，它是采用氢化环氧树脂与氨基官能化的硅氧烷进行反应，并拼入复涂性能和耐候性能优异的丙烯酸树脂以及柔韧性和附着力优良的聚醚胺树脂来获得综合性能优良的用于海洋环境的聚硅氧烷涂料组合物。
(一)组合物组成：
涂料组成      含量
环氧树脂      12～50％
丙烯酸树脂    10～40％
分散剂        0.5～1.5％
钛白粉        20～30％
滑石粉        5～25％
云母粉        5～15％
流变助剂      0.5～1.5％
防沉剂        0.5～2％
二甲苯溶剂    2～10％
醋酸丁酯溶剂  5～10％
固化剂        115～40％
固化剂        25～25％
以上均为百分含量
它的第二个结构特点是环氧树脂选自氢化双酚A环氧树脂、环氧当量100～500之间；它的第三个结构特点是丙烯酸树脂选自热缩性丙烯酸树脂或羟基丙烯酸树脂，羟基含量在0.5～2.5之间；它的第四个结构特点是分散剂选自含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液或者含酸性基团的共聚物溶液的一种；它的第五个结构特点是流变助剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种；它的第六个结构特点是防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种；它的第七个结构特点是固化剂1是氨基官能化的硅氧烷树脂，胺值在1.0～4.0之间；它的第八个结构特点是固化剂2是聚醚胺固化剂。
(二)组合物各物质性质及来源
1、环氧树脂
性质：氢化双酚A环氧树脂，环氧当量100～500之间，优选值200～300。
结构式：

出产地：德国·巴斯夫公司
2、丙烯酸树脂
出产地：自产
3、分散剂：
出产地：德国·毕克化学公司
4、钛白粉：
出产地：德国·康诺斯公司
5、滑石粉：
出产地：广西省龙胜华美滑石开发有限公司，1250目滑石粉
6、云母粉：
出产地：滁州市丰山云母粉厂，1250目云母粉
7、流变助剂：
出产地：法国·克雷威利公司
8、防沉剂：
出产地：日本·楠本化成株式会社
9、二甲苯：
出产地：广州市·宝雄化工
10、醋酸丁酯：
出产地：江苏华伦化工有限公司
11、固化剂1
出产地：德国·瓦克化学公司
12、固化剂2
出产地：德国·巴斯夫公司
(三)涂膜性能测试：
如上所获得的硅氧烷涂料组合物进行以下试验，结果如表1所示：
1、样板制作：
底材：喷砂至SA2.5级的钢板
第一度底漆：75um膜厚的环氧富锌底漆
第二度中间漆：150um膜厚的环氧云铁中间漆
第三度面漆：75um膜厚的硅氧烷面漆
以上施工方式采用喷涂方式。
2、试验方法：
将制好的样板在空气中养护7天后进行如下测试：

3、检测结论：
根据以上试验方法进行25个循环试验后获得表1中的结果：
表1

(四)本发明的优点：
(1)极其优异的耐侯性和防腐蚀性：
本发明的硅氧烷涂料组合物，采用氢化环氧树脂与氨基官能化的硅氧烷进行反应，利用环氧树脂防腐性能优异的特点和硅氧烷的高耐候性能，在获得防腐性能的同时获得超强的耐候性。该产品可以制成各种颜色的涂膜。可广泛应用于海洋平台等海洋环境下严重防腐蚀环境。
(2)良好的柔韧性：
聚醚胺树脂会极大地改善硅氧烷的柔韧性，便于施工以及延长涂层的寿命。
(3)优异的层间附着力。
丙烯酸树脂的加入和氢化环氧树脂都提供了很好的层间附着力。
【具体实施方式】
本发明的组合物是由A组分和B组分组成，因此，在具体制备时是分为两部分制备，并装置两个容器中，使用时再将A、B组分混合、涂覆即可获得保护膜。
1、制备方法：
在1000升反应器中加入25份环氧树脂、15份丙烯酸树脂、1份分散剂、25份钛白粉、5份滑石粉、10份云母粉、1份流变助剂、1份防沉剂、10份二甲苯溶剂、7份醋酸丁酯。然后高速搅拌均匀至细度≤30um时分料包装，制得主料组分A。
在1000升搅拌器中加入30份固剂1、10份固剂2，搅拌分散均匀，过滤包装，制得组分B。
2、涂覆方法：
本发明的组合物是由A组分和B组分组成，涂覆前将A、B组分按体积比2∶1混合均匀，可涂覆于有环氧富锌底漆、无机硅酸锌底漆或其它兼容底漆的钢材上，涂装方法可以采用已知的空气喷涂、高压无气喷涂、刷涂、辊涂等方式。涂覆上述混合物后使干膜厚度达到50～100um。