[发明专利]一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯及其制备方法

说明书

本发明属于化工材料领域，具体涉及一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯及其制备方法。先合成了含双键的硅氧烷偶联剂，然后用含双键的硅氧烷偶联剂与烯类单体进行自由基共聚，制备出可室温湿固化的含硅氧烷聚丙烯酸酯。本发明的有益效果是：本发明提供了一种含双键硅氧烷偶联剂的制备方法；并提供了一种制备可室温湿固化的含硅氧烷聚丙烯酸酯的方法。本发明提供的合成可常温湿固化的含硅氧烷丙烯酸酯聚合物的方法，具有反应条件温和、工艺简单；所得聚合物机械强度高、表干时间可调的优点。

技术领域

本发明属于化工材料领域，具体涉及一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯及其制备方法。

背景技术

含硅氧烷聚合物可以利用空气中的水分进行湿固化，相比较于异氰酸酯湿固化，硅氧烷湿固化过程中不释放气体，不起泡，并且固化后结构中的Si-O-Si键使聚合物具有较好的耐热和耐候性等，因此被广泛应用于涂料、粘合剂、弹性体等领域。当前关于合成硅氧烷湿固化聚合物，以端硅氧烷聚醚(MS)和端硅氧烷聚氨酯(SPU)研究的较多，已有商品化问世。但SPU、MS存在一些缺点，例如：SPU分子主链为氨基甲酸酯，聚合物具有较高的粘度，影响其施工便利性；MS分子主链为聚醚结构，具有较好的柔韧性，但拉伸强度偏低。而丙烯酸酯聚合物分子主链为C-C结构，具有良好的耐候性，耐腐蚀性；又由于分子侧链上可以引入酯基、羟基、羧基、腈基、苯基等极性基团，赋予其良好的粘结性。将活性硅氧烷基团引入到聚丙烯酸酯中，可以实现聚丙烯酸酯的室温湿固化，有望获得综合性能优于MS、SPU的聚合物材料。

目前文献或专利资料中报道的关于合成可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯采用的方法是，将丙烯酸酯单体直接与甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)进行传统自由基溶液聚合，合成含硅氧烷聚丙烯酸酯。利用活性自由基聚合，两步法制备可湿固化的端硅氧烷聚丙烯酸酯。如专利CN109503783A，CN104837874A，CN109135630A中所采用的方法。这两种方法虽然都能将活性硅氧烷基团引入到聚丙烯酸酯分子链中，实现丙烯酸酯的湿固化，但同时却也存在着一些缺点：如采用KH570直接合成的方法制备的聚合物固化速度慢，表干时间长。采用活性自由基聚合合成的含硅氧烷基聚丙烯酸酯，合成反应条件较为苛刻；工艺过程复杂，不利于大规模工业生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯及其制备方法。本发明先通过丙烯酸酯功能单体和硅氧烷偶联剂反应，合成含双键的硅氧烷偶联剂；再与烯类单体在链转移剂存在下，进行传统自由基聚合，合成出可湿固化聚丙烯酸酯。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯采用具有如下结构的含双键硅氧烷偶联剂制备而成：

其中：R₁为-H、-CH₃种的一种或几种；R₂为-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂CH₂-中的一种或几种；R₃为-OCH₃、-OCH₂CH₃中的一种或几种；R₄为-CH₃、-OCH₃、-OCH₂CH₃中的一种或几种。

一种可室温湿固化含硅氧烷聚丙烯酸酯的制备包括以下步骤：

(1)含双键硅氧烷偶联剂的制备

将丙烯酸酯功能单体、异氰酸酯硅氧烷偶联剂、催化剂I加到反应容器中，升温到50℃～70℃，机械搅拌，反应1～3小时，得到含双键硅氧烷偶联剂。