[发明专利]一种聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂及其制备方法其所配制的涂料

说明书

 技术领域

    本发明是涉及聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂制备领域，特别是指低空飞行机蒙皮材料用涂料的聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术有机硅材料由于硅氧键能（460 kJ/mol）高于碳氧键（351 kJ/mol）和碳碳键(347 kJ/mol)，因此含有有机硅材料的涂料具有高耐候性、优异抗沾污性、强抗酸雨性等特性。氟改性丙烯酸树脂则在防腐蚀性、耐沾污性、耐化学品性以及户外超长耐候性方面有优越特性。氟改性丙烯酸树脂有一定的报道，但用于涂料制造的发明专利很少，中国发明公开号为CN1923868A报道了一种氟改性丙烯酸树脂用于直升机蒙皮涂料的制造，获得了良好效果。随着对涂层要求的提高，在满足耐候性、抗沾污性、抗酸雨性、耐化学品性等特性的同时，在鲜映性、硬度和耐高低温等方面有必要继续提升树脂的综合质量，因此可以将聚酯与氟改性丙烯酸含有机硅中间体的树脂结合，获得性能更优异的树脂材料。目前，有机硅改性的树脂很多，研究也较为充分，但对聚酯改性氟丙烯酸树脂的研究很少，而将含有机硅中间体的氟丙烯酸树脂进行聚酯改性的，迄今未有报道。

 发明内容

本发明有三个目标，第一个目标是克服现有技术存在的一些缺点和不足，提供一种树脂性能优良，尤其在鲜映性、硬度、耐酸碱性、耐高低温等方面性能优越的聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂。本发明的第二个目标是提供上述聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂的制备方法。本发明的第三个目标是提供一种利用上述聚酯改性有机硅氟丙烯酸树脂配制的涂料。

    为实现本发明的第一个目标，其技术方案是由聚酯前驱体、混合单体（含有机硅中间体和含氟甲基丙烯酸酯单体）和引发剂在混合溶剂中聚合反应制得，反应所用各原料的量以质量百分比计：

   聚酯前驱体的量占总投料量的13-16%；

   混合溶剂的量占总投料量的28-32%；

   引发剂的量占总投料量的（1.8-2.2%）；

   混合单体的量占总投料量的51-55%，

该混合单体包括以下组分，占混合单体的质量百分比计：

丙烯酸乙酯 4-8% ；甲基丙烯酸  6%-8%；甲基丙烯酸异冰片酯  16-20%；甲基丙烯酸丁酯 11%-15%  ；甲基丙烯酸羟乙酯 15%-19%；丙烯酸丁酯 16%-20% ； 叔碳酸缩水甘油酯6-8% ；含氟甲基丙烯酸酯单体 11%-15%；有机硅中间体2-4%。

上述所述的聚酯前驱体由以下方式制备得到：将三羟甲基丙烷(12-15%), 新戊二醇(28-34%), 苯酐（21-25%）, 间苯二甲酸（27-32%），甲苯 （5-7%），二丁基氧化锡 （0.20-0.30%），抗-168 (0.35-0.65%) 投入带有分水器的烧瓶中，充分通氮气，然后逐渐升温，到物料基本溶解，启动搅拌并继续升温，至回流，保持回流脱水并控制分水器顶部温度在100°C以下、烧瓶的反应温度控制在160-180°C；当脱水量达理论水量的90%时，烧瓶中的温度会逐渐升高，但控制在210°C以下；当脱水量接近理论值时，取物料测定酸值，至酸值为8 mgKOH/g时为反应终点，停止加热，自然降温到约80°C，然后加入二甲苯与醋酸丁酯溶剂（重量比1：1）兑稀，用量为总投料量的33%左右，搅匀，过滤。所述的理论脱水量为上述总投料量的12%左右。

    上述所述的含氟甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸三氟乙酯,丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸六氟丁酯。

上述所述的有机硅中间体由以下方式制备而成：八乙烯基环四硅氧烷与八甲基环四硅氧烷在碱金属氢氧化物催化下进行聚合得到（八乙烯基环四硅氧烷与八甲基环四硅氧烷质量百分比为65-73：35-27）。催化剂可以 是 氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化铵, 特丁醇钾，用量（质量百分比）为0.5-2%，反应温度80-140°C，反应时间5-7小时，所得有机硅中间物产物无色透明，纯度100%，粘度（涂-4杯）为160-210秒，分子量为650-970（凝胶色谱法测定）。

   上述所述的引发剂是二叔戊基过氧化物。

   上述所述的混合溶剂为二甲苯和醋酸丁酯，配比（质量比）为1：1。

 

   为实现本发明的第二个目标，本发明的技术方案包括以下步骤：

 （1）原料配备：本步骤包括以下各工序，且本步骤各工序不分先后

   a) 配制混合单体，混合单体的量占总投料量的51-55%，该混合单体包括以下组分，占混合单体的质量百分比计：