[发明专利]一种含有高分子增强材料的硅氧烷溶液

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅氧烷的涂料，涂覆在玻璃和建筑物表面后有防水、润滑和保护表面的作用。

背景技术

涂料是一种液体混合物，涂覆在物体表面后能形成薄膜从而起到防水、防锈、防UV、防划伤、绝缘和防菌等功能。中国发明专利CN1012079888 A阐述了使用苯乙烯的溶液作为防水涂层。该专利中使用了苯类有毒溶剂。中国发明专利CN93111197阐述了使用苯丙乳液作为建筑物的防水涂料，并使用了重钙、滑石粉、石粉和钛白粉作为防水涂层的骨料。该涂料具有成膜后硬度高、抗湿性能好的优点，但不透明，不能应用于建筑上的玻璃幕墙。中国发明专利89104899阐述了使用聚丙烯酸酯树脂类涂料，用于油毡和沥青的防水层。该涂层同样不能应用于玻璃表面的防水和防划伤。烷基硅氧烷作为防水涂料已经被广泛的应用在建筑上，但由于其较高的疏水性，该类涂层与建筑物表面的粘接力不强，在建筑物表面浸润性差，成膜不均匀。

因此，急需开发一种能广泛应用于玻璃和其他建筑物表面的功能性涂层，与建筑物表面附着力强，成膜均匀，使用方便。

发明内容

本发明开发出了一种能广泛应用各种表面，尤其是建筑物和玻璃表面的功能性涂层，保护表面，防水，并且与表面附着力强，而且使用方便。

为了实现上述功能，专利中在聚烷氧基硅烷中加入了聚乙烯醇缩醛，作为高分子增强材料。聚乙烯醇缩醛是由醛和聚乙烯醇制备。例如，乙缩醛是通过醛和乙醇之间熟知的反应形成的。向一个醛分子中加入一个酒精分子会产生半缩醛。半缩醛是很少被分离的，因为它们内在的不稳定性；相反地，会进一步与其它酒精分子反应形成一个稳定的缩醛。

聚乙烯醇缩醛对很多表面有优秀的粘附力，与其它组份兼容性强，有较高的热稳定性，而且无毒。聚乙烯醇缩醛能够形成柔韧的防水薄膜。聚乙烯醇缩醛在酒精和低烷基醋酸酯具有良好的溶解度。聚乙烯醇缩醛固有的长高分子链结构增强了薄膜的柔韧性。沿着长高分子链，随机分布的醇羟基、醋酸酯和醛基，能与表面上不同基团相互作用而增强了粘合力。高分子链上基团的随机分布使结晶的可能性降到最低，这反过来导致成膜有优良的光学清晰度。聚乙烯醇缩醛薄膜的特点是耐脂肪簇碳氢化合物，矿物油，动物和植物油(蓖麻油和吹制油除外)。聚乙烯醇缩醛具有以下结构：A，B和C链段沿着高分子链随机分布，而且比例可调。

这里R可以是甲基，乙烷基，丙烷基，丁基，乙基，苯甲基及其组合。A可以是一个从约50至约1800范围内的整数，或者从100到约1000；B可以从约10至约800范围内的整数，或者从约100至约500；和C可以是一个从0到约1000范围内的整数，或者从约100至约500。

聚乙烯醇缩醛中醛基可以来自甲醛，乙醛，丙醛，丁醛，己醛和苯甲醛。这些都可以单独或者以两个或多个混合来使用。从聚乙烯醇缩醛膜的柔韧性和疏水性角度来说，优选丁醛和苯甲醛。

本专利中，聚乙烯醇缩醛作为反应物，含有的大量醇羟基参与到烷氧基硅烷的缩合反应中，与硅氧烷形成新的化学键，从而使聚乙烯醇缩醛均匀、有机的混合到聚硅氧烷产物中，提高了聚硅氧烷的粘接力和成膜性。

烷氧基硅烷能在酸性或碱性条件下，进行缩合反应，释放醇类小分子，生成线性或枝状结构的聚烷氧基硅烷。聚烷氧基硅烷与物体表面，尤其是玻璃表面，有着较强的附着力；当含有聚烷氧基硅烷的溶液涂覆在物体表面上以后，所形成的薄膜能耐机械摩擦，并耐水浸泡。

本发明中使用的烷基烷氧基硅烷包括结构式(i)，(ii)，(iii)和(iv)：

R₁，R₂，R₃和R₄可以相同或不同，选自甲基，乙基，丙基，三氟丙基或苯基。可以选用的原材料有四甲氧基硅，四乙氧基硅，四丙氧基硅或四异丙氧基硅。

R₆，R₇和R₈可以相同或不同，选自甲基，乙基，丙基，三氟丙基或苯基。R₅可以是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、奎基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基和三十烷基等的烷基；环戊基、环己基等的环烷基；乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基等的链烯基；苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等的芳基；苄基、苯乙基等的芳烷基；氯甲基、三氯甲基、3，3，3-三氟丙基等的卤化烷基等。