一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物及其制备方法与流程

本发明属于聚硅氧烷化合物制备领域，特别涉及一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物及其制备方法。

背景技术：

1、随着海洋经济的高速发展，人们越来越重视金属腐蚀问题。为避免腐蚀造成的潜在经济损失和安全威胁，船用防腐涂料为最有效、最经济的腐蚀防护法且被广泛应用。其中，表面涂膜是解决金属腐蚀问题最为经济、最为实用的方法。

2、在耐蚀涂层中，聚合物涂层是应用最广泛且各性能最佳的涂层。目前，以环氧树脂为基料制备的耐腐蚀涂料是目前应用最广泛的一类聚合物涂层，但其易吸水溶胀，破坏涂层结构，不具有长期防腐的能力，且环氧树脂黏度大不便于实际施工。而有机硅聚合物材料中含有硅氧烷基团，低表面能官能团使得树脂具有优异的拒水防污能力，硬度大，耐紫外线等特点。但硅氧烷基团附着性较差且做复合材料时由于相容性问题也会导致的体系出现低透光度高雾化特性，限制涂层应用。

3、因此，在保留环氧树脂的良性性能的基础上，找寻一种高透明、强粘结的含聚硅氧烷化合物混合涂层材料显得十分有必要。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物及其制备方法，可有效发挥涂装水下设备长期防腐的作用，强附着在设备表面，粘度适宜便于涂装施工；同时透明度高，有效发挥涂层作用的同时不影响设备原有信息读取。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明一方面提供了一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物，所述聚硅氧烷化合物包括以下重量份数的原料：改性聚合物30～60份、二氧化硅10～30份、紫外线吸收剂0.8～1.2份和抑制剂0.1～0.5份。

4、优选地，所述改性聚合物为硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体复合改性聚合物。

5、优选地，所述改性聚合物的制备步骤如下：

6、在反应器中加入硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体，室温下，以速率350～450rpm搅拌10～15min，搅拌结束后加入引发剂，升高温度至70～80℃，反应结束后保温20～40min；等温度降至30℃以下，调节ph为7～8，得到改性聚合物；

7、进一步优选地，所述改性聚合物的制备步骤如下：

8、在反应器中加入硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体，室温下，搅拌强度为400rpm10min，搅拌结束后加入引发剂，升高温度至75℃，反应结束后保温30min；等温度降至30℃以下，加入ph调节剂调节ph为7，得到改性聚合物；

9、优选地，所述硅氧烷化合物为乙烯基硅油；

10、进一步优选地，所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油；

11、更优选地，所述端乙烯基硅油的乙烯基含量为0.4～0.5％。

12、优选地，所述聚丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯。

13、申请人通过将端乙烯基硅油改性到甲基丙烯酸甲酯上进行聚合反应，充分发挥活性官能团的作用，有效提高聚硅氧烷化合物的浸润能力，使涂层更好的包覆在设备表面；同时所述聚硅氧烷化合物表层拒水而内部结构致密，有效阻隔了水和腐蚀介质的渗透。

14、相较于现有技术，避免了吸水溶胀对涂层覆膜的破坏，提高了所述聚硅氧烷化合物涂层的防腐长效性。可能的原因是在改性制备过程中，硅氧烷基团与聚丙烯酸酯单体上的活泼羟基反应生成硅氧键，双交联固化促使内部结构更加紧密，而基体中的醚键在强极性作用下，与设备表面产生作用力，增加了附着力。

15、优选地，所述硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体的质量比为1:(0.9～1.1)。

16、优选地，所述引发剂为混合单体质量的1～1.1‰；

17、进一步优选地，所述引发剂为混合单体质量的1‰；

18、更优选地，所述引发剂为过硫酸钠。

19、优选地，所述填料为纳米气相二氧化硅。

20、优选地，所述改性聚合物和填料的质量比为1:(0.4～1)。

21、申请人发现选择纳米气相二氧化硅作为改性聚合物的填料，并通过控制两者质量比使填料呈孤岛形式分布，从而在改性聚合物基体中形成致密的防护膜，使聚硅氧烷化合物的耐腐性能优异；同时纳米气相态的二氧化硅恰好填充改性聚合物的孔隙，避免粗糙不均，保证涂层使用时的平滑完整，利于涂装。

22、优选地，所述聚硅氧烷化合物原料还含有与紫外线吸收剂的质量比为1:(0.8～1.2)的有机溶剂；

23、进一步优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯。

24、优选地，所述紫外线吸收剂为二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯；

25、进一步优选地，所述紫外线吸收剂为有机溶剂稀释过的紫外线吸收剂。

26、申请人发现在所述聚硅氧烷化合物体系中加入紫外线吸收剂可以保证紫外线吸收效果，但会影响聚硅氧烷化合物体系的相容性，而提前用有机溶剂将所述紫外吸收剂溶解后再加入体系，可以维护体系的高透光性能。可能的原因是溶剂的加入改善了紫外吸收基团的极性，同时避免了溶剂自身对透光性的影响。

27、优选地，所述抑制剂为乙炔基环己醇。

28、本发明另一方面提供了一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物的制备方法，包括以下步骤：

29、(1)将改性聚合物、二氧化硅和抑制剂在高速搅拌器中以1500～3000rpm的速率搅拌混合均匀；

30、(2)充分混合后再加入紫外线吸收剂，在高速搅拌器中以1500～3000rpm的速率搅拌混合均匀，得到混合物；

31、(3)将混合物在室温下硫化，得到高透明强粘结聚硅氧烷化合物。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

33、(1)本发明提供的高透明强粘结聚硅氧烷化合物区别于常用的聚硅氧烷化合物，通过引入端乙烯基硅油对聚丙烯酸酯单体进行改性，活性官能基团的强极性作用使其具备优异的浸润、粘结和吸附能力，可以长期包覆在涂层设备表面，性能优异。

34、(2)本发明提供的高透明强粘结聚硅氧烷化合物基于其双交联固化得到的致密均匀的内部结构，可以有效阻隔水和腐蚀介质的渗透，同时阻止吸水溶胀对涂层覆膜的破坏，提高涂层的长效防腐。

35、(3)本发明提供的高透明强粘结聚硅氧烷化合物基于聚硅氧烷化合物和纳米气相二氧化硅形成的防护膜相对致密且微孔隙率低，通过在设备表面形成平滑完整的涂层，保证了设备涂装覆膜外观的均匀美观。

36、(4)本发明提供的高透明强粘结聚硅氧烷化合物是一种优良的聚硅氧烷化合物涂层材料，各组分间相容性良好，对体系高透明特性几乎无影响，在有效发挥涂层作用的同时不影响设备原有信息读取。

技术特征：

1.一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述聚硅氧烷化合物包括以下重量份数的原料：改性聚合物30～60份、填料10～30份、紫外线吸收剂0.8～1.2份和抑制剂0.1～0.5份。

2.根据权利要求1所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述改性聚合物为硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体复合改性聚合物。

3.根据权利要求2所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述改性聚合物的制备步骤如下：

4.根据权利要求3所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述硅氧烷化合物为乙烯基硅油。

5.根据权利要求3所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体的质量比为1:(0.9～1.1)。

6.根据权利要求3所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述引发剂为硅氧烷化合物和聚丙烯酸酯单体总质量的1～1.1‰。

7.根据权利要求1所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述填料为纳米气相二氧化硅。

8.根据权利要求1所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述改性聚合物和填料的质量比为1:(0.4～1)。

9.根据权利要求1所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物，其特征在于，所述聚硅氧烷化合物原料还含有与紫外线吸收剂的质量比为1:(0.8～1.2)的有机溶剂。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述高透明强粘结聚硅氧烷化合物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供一种高透明强粘结聚硅氧烷化合物及其制备方法，该聚硅氧烷化合物包括以下重量份数的原料：改性聚合物30～60份、二氧化硅10～30份、紫外线吸收剂0.8～1.2份和抑制剂0.1～0.5份。本发明提供的聚硅氧烷化合物形成的涂层可以强附着在水下设备表面，实现长期高效防腐，粘度适宜便于涂装施工；同时透光性高，不影响设备原有信息读取。技术研发人员：杨兴国,董士华受保护的技术使用者：蓝海超杰特种材料（青岛）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12