一种含有活性稀释剂的涂料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体为一种含有活性稀释剂的涂料及其制备方法。

背景技术：

1、活性稀释剂又称反应性溶剂，常运用在涂料和胶粘剂领域，分子中含有活性基团，不仅能降低体系粘度还能参与固化反应，对固化后胶层的性能一般并无影响，同时还能起增韧作用。随着化石能源日益枯竭和人们环保意识不断提高，可再生能源的开发越来越被人们重视，活性稀释剂因为参与固化反应，相较于传统稀释剂而言，无有机挥发性气体产生，使用天然可再生资源进行相关的研究，即绿色环保，又可持续发展，成为行业的研究热点。

2、桐油是我国产量十分丰富的可再生资源，在化石能源日益枯竭的今天，加强对桐油的开发利用具有重要的意义。桐油属于长碳链型化合物，所形成的聚合物柔性好，但是刚性、硬度欠佳，从而导致抗冲击防护效果的降低，且极易燃烧。因此，如何以桐油为原料制备活性稀释剂，并在使含有以桐油为原料的活性稀释剂的涂料具有良好的刚性、硬度和阻燃效果，具有重要的研究意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含有活性稀释剂的涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种含有活性稀释剂的涂料，按质量份数计，所述含有活性稀释剂的涂料包括a组分和b组分；所述a组分由环氧树脂和桐酸甲酯活性稀释剂组成；所述b组分由阻燃聚硅氧烷固化剂和2-乙基-4-甲基咪唑组成。

4、作为优化，所述桐酸甲酯活性稀释剂是由桐酸甲酯和反丁烯二酸进行环化加成，再和环氧氯丙烷反应制得。

5、作为优化，所述阻燃聚硅氧烷固化剂是将阻燃硅烷单体、羟甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷水解自聚，并用乙氧基三甲基硅烷封端制得阻燃聚硅氧烷，将阻燃聚硅氧烷和氯化偏苯三酸酐反应制得。

6、作为优化，所述阻燃硅烷单体是由dopo和甲基乙烯基二乙氧基硅烷反应制得；

7、反应过程如下:

8、

9、一种含有活性稀释剂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

10、(1)将桐油、甲醇、四氢呋喃按照质量比1：0.5～0.6：0.3～0.4混合均匀，加入桐油质量0.005～0.006倍的对甲苯磺酸，在55～60℃，200～300r/min搅拌回流2～3h，再加入桐油质量0.007～0.008倍的氢氧化钾，继续搅拌回流2～3h，自然冷却至室温，用乙酸将ph调节至中性，加入桐油等体积的纯水搅拌洗涤，静置分层，分液去除水相，重复搅拌洗涤3～5次，在80～90℃，0.3～0.5kpa干燥6～8h，制得桐酸甲酯；将桐酸甲酯、反丁烯二酸和醋酸按质量比1：0.3～0.4：1.6～1.8混合均匀，在90～100℃，200～300r/min搅拌回流反应40～48h，在0.3～0.5kpa，90～100℃静置8～10h，再加入桐酸甲酯质量2～3倍的二氯甲烷，在20～30℃，200～300r/min搅拌10～15min，过滤取滤液，在60～70℃干燥8～10h，制得环化加成后的桐酸甲酯；

11、(2)将环化加成后的桐酸甲酯、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵按质量比1：5～6：0.02～0.03混合均匀，在115～120℃，200～300℃搅拌反应2～3h，将温度降低至55～60℃，加入环化加成后的桐酸甲酯质量0.3～0.4倍的氢氧化钠和环化加成后的桐酸甲酯质量0.4～0.5倍的氯化钙，继续搅拌3～4h，用硅藻土过滤器过滤，在0.3～0.5kpa，90～100℃静置8～10h，制得桐酸甲酯活性稀释剂；

12、(3)将阻燃硅烷单体、羟甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷按质量比1：1：3～4混合均匀，作为硅烷单体混合液；将无水乙醇和纯水按照质量比5：1混合均匀，并用1mol/l的盐酸将ph调节至4～5，在40～45℃，200～300r/min搅拌条件下，在10～15min内匀速添加无水乙醇质量0.2～0.3倍的硅烷单体混合液，添加结束后继续搅拌反应4～5h，加入硅烷单体混合液质量0.03～0.04倍的乙氧基三甲基硅烷并继续搅拌反应20～30min，用1mol/l的盐酸将ph调节至中性，在0.2～0.3kpa，75～80℃静置10～12h，用硅烷单体混合液等质量纯水混合搅拌洗涤3～5次，每次混合搅拌洗涤后静置分层取油相，用无水硫酸镁干燥后过滤，即得阻燃聚硅氧烷；

13、(4)将阻燃聚硅氧烷、间二甲苯按质量比1：2～3混合均匀，再加入阻燃聚硅氧烷上羟基等摩尔量的氯化偏苯三酸酐，在30～35℃，200～300r/min搅拌条件下，在8～10min内匀速添加氯化偏苯三酸酐质量0.4～0.5倍的三乙胺，滴加结束后升温至60～65℃继续搅拌反应5～6h，倒入阻燃聚硅氧烷体积5倍的纯水中混合搅拌洗涤3～5次，每次混合搅拌洗涤后静置分层取油相，在0.2～0.3kpa，75～80℃静置10～12h，制得阻燃聚硅氧烷固化剂；

14、(5)将环氧树脂和桐酸甲酯活性稀释剂按照质量比1：0.2～0.25混合均匀作为a组分；将阻燃聚硅氧烷固化剂和2-乙基-4-甲基咪唑按照质量比1：0.01～0.02混合均匀作为b组分；按照a组分中环氧基和b组分中酸酐基团的摩尔比为1：1调配，即得含有活性稀释剂的涂料。

15、作为优化，步骤(1)所述桐酸甲酯的制备过程方法为：将桐油、甲醇、四氢呋喃按照质量比1：0.5～0.6：0.3～0.4混合均匀，加入桐油质量0.005～0.006倍的对甲苯磺酸，在55～60℃，200～300r/min搅拌回流2～3h，再加入桐油质量0.007～0.008倍的氢氧化钾，继续搅拌回流2～3h，自然冷却至室温，用乙酸将ph调节至中性，加入桐油等体积的纯水搅拌洗涤，静置分层，分液去除水相，重复搅拌洗涤3～5次，在80～90℃，0.3～0.5kpa干燥6～8h，制备而成；所述桐油厂商为张家界市桐发科技有限公司。

16、作为优化，步骤(3)所述阻燃单体的制备方法为：将dopo和甲基乙烯基二乙氧基硅烷按照摩尔比1：1混合均匀，加入到dopo质量8～10倍的二氧六环中，在氮气氛围中，75～80℃，200～300r/min搅拌反应10～12h，再在0.2～0.3kpa，75～80℃静置10～12h，制备而成。

17、作为优化，步骤(5)所述环氧树脂的型号为e44。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

19、本发明在制备含有活性稀释剂的涂料时，将环氧树脂和桐酸甲酯活性稀释剂混合成a组分，将阻燃聚硅氧烷固化剂和2-乙基-4-甲基咪唑混合成b组分，即得含有活性稀释剂的涂料。

20、首先，本发明所用原料绿色环保，无有机挥发性气体的产生；将桐酸甲酯和反丁烯二酸进行环化加成，再和环氧氯丙烷反应制得桐酸甲酯活性稀释剂，桐酸甲酯上含有较多的共轭二烯结构，可以和反丁烯二酸加成形成双键六元环刚性结构，从而提高了缺口冲击强度。

21、其次，将dopo和甲基乙烯基二乙氧基硅烷反应制得阻燃硅烷单体；将阻燃硅烷单体、羟甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷水解自聚，并用乙氧基三甲基硅烷封端制得阻燃聚硅氧烷；将阻燃聚硅氧烷和氯化偏苯三酸酐反应制得阻燃聚硅氧烷固化剂；阻燃聚硅氧烷固化剂上的聚硅氧烷链段同样具有良好的阻燃性，和dopo共同作用进一步提高阻燃性能，同时dopo和氯化偏苯三酸酐上大量的苯环结构，可以提高缺口冲击强度。