[发明专利]一种可电泳型耐高温水性硅树脂乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可电泳型耐高温水性硅树脂乳液，制备方法包括以下步骤：(1)将含有环氧基团的硅氧烷单体与含有伯胺基团或仲胺基团的有机胺进行环氧开环反应，再加酸，得到含有阳离子亲水基团的硅氧烷预聚物；(2)将含有阳离子亲水基团的硅氧烷预聚物与含有甲基和苯基的硅氧烷单体混合均匀，在酸性条件下水解缩合，得到含有阳离子亲水基团的硅树脂；(3)向含有阳离子亲水基团的硅树脂中加入助溶剂后，加水乳化得到可电泳型耐高温水性硅树脂乳液。本发明通过有机胺对环氧基团开环反应引入阳离子亲水基团，得到的有机硅乳液既保证了优异的耐高温性能，同时具有良好的乳液稳定性，该乳液可通过电泳的方式在金属表面得到均匀致密的耐高温涂层。

技术领域

本发明属于耐高温金属防腐涂层技术领域，具体涉及一种可电泳型耐高温水性硅树脂乳液及其制备方法。

技术背景

有机硅树脂是主链为无机的-Si-O-Si-链，同时含有有机侧基的聚合物，其侧基可以是甲基、苯基、甲氧基、乙氧基等，有机硅树脂中的-Si-O-Si-键能比一般化学键的键能大，在高温下不易被破坏，并且紫外线也不易使其断裂，故有机硅树脂具有优异的耐高温性能和耐候性，适合作为耐高温金属防腐涂料。

目前市场上所售的耐高温有机硅树脂主要是溶剂型产品，例如德国瓦克研制的自干型溶剂型有机硅树脂REN60是一种溶于二甲苯的含甲基苯基基团的有机硅树脂溶液，其采用适宜的配方体系，与适当的热稳定颜填料配伍，热稳定性最高可至650℃。道康宁研制的耐高温硅树脂RSN-0804，以甲苯作为溶剂，用其配制的铝粉漆可短期耐650℃的高温，RSN-0804树脂中加入陶瓷粉制作的有机硅-陶瓷涂料可耐将近750℃的高温。但随着市场对于环保的要求越来越高，研发出具有良好耐高温性能的水性硅树脂产品是未来发展的趋势，而现有市场上所售的水性硅树脂涂料耐高温性能、产品储存稳定性以及施工性能仍无法满足市场的需求。CN 111040187A公开了一种有机硅树脂乳液的制备方法，该乳液包括有机硅树脂组合物、乳化分散剂、增稠剂和水。该技术是通过添加5～10％质量的乳化剂实现硅树脂的乳化，而大量乳化剂的加入会直接影响硅树脂的固化交联，降低硅树脂的耐高温性能，同时未参与反应的乳化剂也会随之迁移到膜表面，对后续工艺产生不利影响。CN110684198A公开了一种水性耐高温热固性甲基苯基硅树脂的制备方法，该技术通过将亲水性硅烷预聚体接枝于有机硅树脂上实现硅树脂的水性化，而亲水性预聚体的原料为含有伯氨基的硅烷或聚醚型硅烷，所制备的硅树脂乳液中仍含有大量伯氨基，伯氨基会促进硅树脂乳液中少量未反应的硅羟基脱水缩合，影响乳液的储存稳定性，缩短产品使用周期，乳液中含有的大量聚醚链段为有机链段，耐高温性能差，高温固化过程中易碳化而降低产品的耐高温性能，同时膜层高温后易黄变。CN 104086784A公开了一种自乳化改性有机硅树脂乳液的制备方法，该技术通过将含磺酸基/羧基的聚酯与硅烷单体反应实现硅树脂的乳化，而含磺酸基/羧基的聚酯为有机链段，同样会影响硅树脂耐高温性能，不过该乳液用于陶瓷电阻的封装，对耐高温性能不高。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明提供一种可电泳型耐高温水性硅树脂乳液的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种可电泳型耐高温水性硅树脂乳液及其制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应容器中加入含有环氧基团的有机硅氧烷单体和溶剂，将反应体系升温至80～90℃后向其中滴加含有伯胺或仲胺基团的有机胺，滴加时间为0.5～5h，控制反应温度为90～110℃，滴加完毕后保温反应2～6h，反应结束后降至室温，然后进行低温反应，向反应产物中滴加酸，反应温度为：-5～15℃，滴加时间为：0.5～5h，滴加完毕后继续反应2～6h，停止反应后得到含有阳离子亲水基团的硅氧烷预聚物；