有机硅改性丙烯酸树脂涂料的制备及性能

丙烯酸树脂改性的研究进展丙烯酸树脂改性的研究进展丙烯酸树脂具有色浅、透亮度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等特点，是常用的涂层料子。

由于丙烯酸树脂在特定场合存在肯定的缺陷，如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不足好以及本钱偏高等，限制了它的进一步应用。

近年来，随着聚合技术的不绝完满和发展，以及人们对环保产品的重视，丙烯酸树脂的改性受到人们的广泛关注。

国内外学者进行了大量深入的研究，利用有机硅、有机氟、环氧树脂、聚氨酯、纳米料子等对丙烯酸树脂进行改性，取得了比较好的效果。

本文对近年来丙烯酸树脂改性的研究与应用情况作一介绍。

1有机硅改性丙烯酸酯聚合物自身是热塑性的，线性分子上缺少交联点，难以形成三维网状交联胶膜，因此其耐水性、耐沾污性差，低温易变脆，高温易发黏。

而有机硅的Si—O键能（450kJ/mol）宏大于C—C键能（351kJ/mol），内旋转能垒低、键旋转容易、分子体积大、表面能小，具有良好的耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。

用有机硅改性丙烯酸酯乳液，可以改善丙烯酸酯乳液热黏冷脆、耐候、耐水等性能，将其应用范围扩大至胶黏剂、外墙涂料、皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域。

有机硅改性丙烯酸树脂包含物理改性法和化学改性法。

用有机硅氧烷对丙烯酸酯类乳液进行物理改性的方法通常有2种：①有机硅氧烷单体作为促进剂和偶联剂直接加入到丙烯酸酯类乳液中进行改性；②先将有机硅氧烷制成乳液，再将它与丙烯酸酯类乳液冷拼进行改性。

化学改性法是基于聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之间的化学反应，从而将有机硅分子和聚丙烯酸酯有机结合的一种方法。

通过化学改性，可改善聚硅氧烷和聚丙烯酸酯的相容性，抑制有机硅分子向表面迁移，使二者分散均匀，从而实现改善聚丙烯酸酯共聚物乳液的物理力学性能的目的。

依据有机硅料子的不同可以采用以下3种方法：①含双键的硅氧烷，特别是含双键的硅氧烷低聚物与丙烯酸单体共聚，生成侧链含有硅氧烷的梳形共聚物或主链含有硅氧烷的共聚物；②带羟基的硅氧烷与含羟基的丙烯酸树脂通过缩合反应生成接枝共聚物；③含氢聚硅氧烷与丙烯酸酯在铂催化剂的作用下进行聚合。

有机硅丙烯酸树脂是一种聚合物材料，是由有机硅化合物和丙烯酸酯单体聚合而成的。

它具有优异的耐热性、耐化学性、电气性能以及机械性能，被广泛应用于电子、电器、航空、汽车、建筑等领域。

有机硅丙烯酸树脂的优点包括：
1.耐高温性能好：因为硅原子的特殊性质，有机硅丙烯酸树脂具
有较高的耐高温性能，可在高温环境中长期使用。

2.耐化学性能好：有机硅丙烯酸树脂具有优异的耐化学性能，能
够抵抗酸、碱、溶剂等化学腐蚀。

3.电气性能好：由于硅原子的电子结构，有机硅丙烯酸树脂具有
优异的绝缘性能和介电性能。

4.机械性能好：有机硅丙烯酸树脂具有良好的机械性能，可用于
制造高强度、高刚度的零部件和结构。

有机硅丙烯酸树脂的应用领域包括：
1.电子电器领域：用于制造半导体封装材料、电路板涂层、光学
模块、平板显示器等。

2.航空汽车领域：用于制造航空航天器件、汽车零部件、轮胎、
密封材料等。

3.建筑领域：用于制造建筑密封材料、防水涂料、隔热材料等。

硅溶胶/有机硅改性丙烯酸树脂复合材料的制备张莹娇，陈姚*，于欣伟，王步华，秦中海，蔡晓敏（广州大学化学化工学院，广东广州 510006）摘要：以有机硅KH570为偶联剂，采用溶液聚合法，将其与硅溶胶同时加入到丙烯酸及其酯类单体的聚合过程中，利用有机硅的架桥作用将硅溶胶接枝到丙烯酸树脂分子上，得到稳定的硅溶胶/有机硅改性丙烯酸树脂复合材料(SSPA)。

研究了有机硅种类及其用量、硅溶胶用量对SSPA性能的影响，通过红外光谱对其结构进行了表征，测试了改性前后丙烯酸树脂的粒径分布。

结果表明，硅溶胶通过有机硅成功接枝到丙烯酸树脂分子上，最佳的制备工艺条件为硅溶胶添加量[m(SiO2)/m(单体)]为4%，m(KH570)/m(SiO2)= 5%。

用硅溶胶和有机硅改性后得到的SSPA平均粒径增大，分散性变好，涂膜的硬度、冲击强度和附着力等性能都有所提高。

关键词：丙烯酸树脂；溶液聚合；硅溶胶；有机硅；改性中图分类号：TQ316.63 文献标志码：A文章编号：1004 – 227X (2014) 01 – 0066 – 04Preparation of silica sol/organic silicon modified acrylic resin composite materials // ZHANG Ying-jiao, CHENG Yao*, YU Xin-wei, WANG Bu-hua, QIN Zhong-hai, CAI Xiao-minAbstract: A stable silica sol/organic silicon modified acrylic resin composite (SSPA) was obtained by adding organic silicone KH570 as coupling agent and silica sol simultaneously to the mixture of acrylic acid and acrylate monomers during their solution polymerization process. The silica sol was grafted to acrylic acid molecules by the bridging effect of organic silicone. The effects of the type and dosage of organic silicone and the dosage of silica sol on the properties of SSPA were studied. The structure of SSPA was characterized by infrared spectroscopy. The particle size distribution of acrylic resin before and after modification were tested. It was found that the silica sol is successfully grafted to acrylic acid molecules via organic silicone. The optimal process conditions are as follows: amount of silica sol 4% (as mass ratio of SiO2 to monomers) and mass ratio of KH570 to SiO2 5%. The SSPA obtained by modification with silica sol and organic silicone has an increased average particle size and better dispersibility. The hardness, impact收稿日期：2013–07–25 修改日期：2013–09–13作者简介：张莹娇（1989–），女，江西吉安人，在读硕士研究生，主要从事无机/有机复合涂料的制备研究。

上海焦耳蜡业有限公司有机硅改性丙烯酸酯李峰2010年1月14日[在此处键入文档的摘要。

摘要通常是对文档内容的简短总结。

在此处键入文档的摘要。

摘要通常是对文档内容的简短总结。

]目录1、研究背景 (4)1.1国内外发展现状 (4)1.1.1 苯丙乳液的发展 (4)1.1.2乳化剂的发展 (5)1.1.3 有机硅改性丙烯酸酯的发展 (6)1.1.4 其他丙烯酸酯产品的发展 (8)1.2 丙烯酸酯乳液的应用 (10)2、文献综述 (11)2.1 乳液聚合 (11)2.1.1 乳液聚合原理 (11)2.1.2 乳液聚合特点 (13)2.2 方案设计 (13)2.2.1 实验原料 (13)2.2.2 反应机理 (19)2.2.3 有机硅改性丙烯酸酯的原理 (19)2.2.4 改性工艺 (21)2.2.5 存在的问题 (24)3、实验部分 (26)3.1 实验原料及仪器 (26)3.2 实验步骤 (27)3.3 检测方法 (27)3.3.1化学稳定性 (27)3.3.2乳液固含量及单体转化率的测定 (27)3.3.3吸水率测试 (28)3.3.4 旋转粘度的测定 (28)4、数据分析 (29)4.1 单体配比 (29)4.2 有机硅用量 (31)4.3 硅烷偶联剂的影响 (33)4.4反应温度 (34)4.5 反应时间 (36)4.5种子用量 (37)5、参考文献 (40)1、研究背景涂料工业是严重的污染源之一，全世界每年因生产溶剂型涂料而排放到大气中的有机溶剂约100万吨。

随着社会的发展和人类环保意识的加强，世界各国对挥发性有机化合物（VOC）排放量的限制日趋严格，以聚合物乳液为主的水性涂料得到了充分的重视和发展。

水性聚合体系以水为溶剂，价格便宜，可降低成本，而且不燃、不爆、无毒、无味、不污染环境，生产安全，对人体无伤害，可大大改善聚合车间、后处理车间以及其后应用过程中的劳动条件，因此以水代替溶剂来制造各种聚合物的乳液聚合法倍受青睐，将成为今后发展的方向。

有机硅丙烯酸酯涂料的制备
有机硅丙烯酸酯涂料是一种优异的涂料材料，具有优异的耐候性、耐化学腐蚀性、耐水性和良好的附着力。

下面介绍有机硅丙烯酸酯涂料的制备方法。

首先，准备有机硅单体、丙烯酸单体、过氧化物等原材料和制备工具。

将有机硅单体、丙烯酸单体和过氧化物混合，然后在氮气保护下引发反应。

反应温度一般在50~60℃之间进行，反应时间约为2~3小时。

反应结束后，将反应液加入四氢呋喃中，用蒸馏水洗涤，然后脱水剂干燥得到粉末状有机硅丙烯酸酯树脂。

将有机硅丙烯酸酯树脂与稀释剂、助剂等混合，制备成不同性能的有机硅丙烯酸酯涂料。

例如，可以通过添加耐候剂、防腐剂、流平剂和填料等来改善涂料的性能。

以上是有机硅丙烯酸酯涂料的制备方法，通过不同的配方可得到各种性能的涂料。

该涂料在建筑、汽车、船舶等领域得到广泛应用。

有机硅改性丙烯酸建筑涂料的制备及性能研究摘要：有机硅改性丙烯酸(又称硅丙树脂)是丙烯酸酯的一种大型分子，其主要反应和侧链为硅烷或聚硅氧烷。

介绍了制备有机硅丙烯酸外墙涂料的制备方法，并测试了耐久性、环境适应性、耐洗刷,其是高档建筑外墙涂料。

关键词:有机聚硅氧烷;丙烯酸涂料;建筑涂料目前，住宅建筑的外涂料比丙烯酸树脂使用效果好，保色鲜艳，经久耐用，附着牢固，常温自干。

但是，由于丙烯酸树脂涂层是作为膜材料制造的，丙烯酸树脂本身的热塑性有限，没有线性分子的交联点，因此很难产生三交联膜和相对较低的耐热性。

达到室外温度时，返粘会在高温下出现。

低温下，膜由于缺乏弹性而易开裂。

一、试验部分硅丙涂料，比普通苯丙、纯丙以及醋丙涂料耐候性，温度低，耐沾污。

一般来说，普通丙烯酸树脂使用寿命约为5-8年。

建筑物外墙的颜色寿命要求约为10年，高和超高层的涂料寿命超过15年。

其后果是丙烯酸涂料在使用寿命期间不符合建筑外墙的要求，而硅丙则为15-20年，这是这个最明显的优点之一。

同时，硅丙与氟碳涂料差不多，但硅丙涂料在附着、污染和方面具有更明显的优势。

这是因为硅丙涂料有很多优点，近年来的快速发展逐渐成为建筑外墙的首选涂料之一。

1.合成丙烯酸的有机硅改性机理。

其包括碳、氢和其他有机物质以及硅、氧和有机物质。

它的分子结构几乎是硅酸盐，是典型的半无机聚合物，对于具有(见表1)Si—O、Si—C、Si—O键的有机硅分子443.5kJ/mol表1键能(KJ/mol)数据表1.试验配方原料及涂料。

硅丙树脂、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、增稠防沉剂、稀料分别为80～100、15～100、10～70、10～70、10～70、3.5～7.5、0.6～3份、适量。

3.制备。

加入一定量硅丙、颜填料、助剂等。

在配料容器中，以高速分散30分钟的速度分散，砂磨机打开，研磨制作大约50μm。

在油漆容器中添加硅丙树脂和稀料。

完全混合后，慢慢加入硅丙树脂、钛白粉、填料，使完全混合，然后慢慢加入其他色浆，调整色泽。

有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料配方
外墙涂料分为乳胶涂料和溶剂型涂料两类。

乳胶涂料中以聚苯乙烯-丙烯酸酯和聚丙烯酸类品种为主；溶剂型涂料中以丙烯酸酯类，丙烯酸聚氨酯和有机硅接枝丙烯酸酯类涂料为主。

有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料具有优异的耐候性和耐沾污性，特别适于高层、超高层和市政及公共建筑外墙面装饰。

表1详细阐明了有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料的配方。

表1有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料的配方设计
原料配比（份）
硅丙树脂80-100
硫酸钡10-70
金红石型钛白粉15-100
滑石粉10-70
轻质碳酸钙10-70
邻苯二甲酸二丁酯 3.5-7.5
增稠防沉剂0.6-3
稀料适量
中国新型涂料网。

有机硅改性丙烯酸树脂集丙烯酸酯的结构特征是主链由饱和的c—c键构成，侧链为带有极性的羧酸酯基。

故赋予其良好的耐热氧化、耐候性、耐油耐溶剂及牯结性，但其硫化性、耐寒性、耐水、耐碱性及电气性能较差。

有机硅改性丙烯酸树脂具有较好的固化性，既可加热固化，也可室温催化固化，此外还具有良好的粘接性、耐油耐溶剂性、耐候性及耐水性等。

丙烯酸改性硅树脂区男别于丙烯酸改性硅橡胶，从所用原料及制备方法看，后者主要从活性线型硅氧烷与丙烯酸橡胶(为丙烯酸酯与氯乙纂乙烯基醚或丙烯腈等的共聚物)，特别是过氧化物交联型丙烯酸橡胶出发，通过物理改性(共混)法或化学改性法(如本体聚合、溶液聚合及乳液聚合等)制得；丙烯酸改性硅树脂主要采用化学改性法，一OH)键的耐热丙烯酸树脂与含而且主要是由含C一OH(主要为CH2SiOH或SiOR的多官能硅烷或硅树脂中间体，通过缩台反应(脱水或脱酵)而得。

由于丙烯酸树脂对硅树脂的相容性优于其他有机树脂，特别是在增溶剂存在下，两者能良好混合，因而丙烯酸改性硅树脂也可通过物理混合法配制。

近年来，湖北大学采用水溶性自由基引发剂，以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料，通过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅丙烯酸醣复合聚合物乳液，该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温及耐电解质稳定性，用其配制的涂料具有很好的耐候性和耐沾污性能，湖南湘潭师)与丙烯酸酯等的乳液共聚反应，当范大学用八甲基环四硅氧烷(D4温度为83"C、时间为3h、转化率80％以上时，共聚乳液的综合性能尤其是胶膜耐甲苯性能(25"C时膨胀为75％)及耐烫性(120"C)明显优于丙烯酸树脂，济南化工研究所以丙烯酸酯类单体、D和乙烯基七甲4基环四硅氧烷为原料，通过加入一定量的接枝剂，采用一次投料法合成r稳定的聚丙烯酸酯+聚硅氧烷复合乳液，四川省建材工业科学研究院通过预乳化工艺，采用活性硅油与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚，得到有机硅改性丙烯酸乳液，用该乳液配制的涂料涂层耐沾污性好，综合性能优异，复旦大学采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合，得到了稳定的性能优异豹有机硅改性丙烯酸醋乳液，此硅胶适用于人造文化石模具硅胶领域，浙江大学采用有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性，制得硅丙乳胶材料，重庆大学合成了聚有机硅氧烷一聚丙烯酸醇互穿材料，该材料可避免因使用单一有机硅材料或丙烯酸系涂料而造成的“保护性”破坏，具有无色透明、硬度高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化性及透水性好等优点．可用作摩岩石刻防风化材料和复制精密模具和树脂树脂饰品的专用硅胶，上海市市建筑科学研究院开发的有机硅丙烯酸树脂适合于配制耐候性达15年以上的高耐候性材料，合肥工业大学用正硅酸乙酯部分水解缩聚而得的聚硅氧烷与带羟基的丙烯酸树脂反应制得有机硅接枝改性丙烯酸树脂．该树脂在耐酸碱、耐盐、耐溶剂性能及冲击强度等方面较纯聚硅氧烷有明显改善，且在耐高温性方面较丙烯酸树脂有明提高，江苏省建筑材料研究设计院在丙烯酸树脂的合成中引入一定量的有机硅官能团，制得丁溶剂型高耐候性有机硅改性丙烯酸树脂材料，中科院兰州化学物理研究所用羟基封端的聚二甲基硅氧烷，在偶氮二异丁腈的作用下与甲基丙烯酸(酯)类单体进行溶液共聚，得到硅橡胶改性丙烯酸树脂，该树脂具有很好的耐热性，深圳市荣兴达（东莞荣信）开发出的有机硅和丙烯酸的共聚树脂性能达到日本东芝公司TSRl71同类产品的技术指标，具有优良的耐候性、抗污染性、耐化学腐蚀性．同时不回粘和不吸尘，其综合性能超过丙烯酸和聚氮酯配制的涂料，该产品除具有丙烯酸树脂本身的成膜性外，还具有硅树脂所特有的耐候性、抗蠕变性、耐污染性，并因变联而具有优异的耐溶剂性和耐记号笔墨水性，可在流水线上加热固化涂布，使用催化剂也可常温固化。

有机硅丙烯酸
有机硅丙烯酸是一种聚合物材料，由有机硅化合物和丙烯酸酯单体聚合而成。

这种材料具有优异的耐热性、耐化学性、电气性能以及机械性能，因此在电子、电器、航空、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。

此外，有机硅丙烯酸还有一些独特的性能。

1. 耐沾污性：有机硅与无机颗粒如灰尘等之间的亲合力极低，本身又几乎不产生任何静电，而且有机硅的疏水性极高，润滑性能非常好，因此经过有机硅改性的丙烯酸酯涂膜表面具有“自洁”的特性，耐沾污性能大幅度提高。

2. 耐老化性：由于有机硅的耐老化性高，引入有机硅后，无论是在表面还是在基体中它都能代替丙烯酸酯聚合物而吸收相当部分的老化冲击，因而减缓了丙烯酸酯聚合物的老化速度，提高了丙烯酸酯聚合物基体的耐老化性。

3. 耐水性：通过改性，有机硅分子在丙烯酸酯基体表面铺展，形成一个疏水的保护膜，可有效地阻断因膜内残留的乳化剂而形成的亲水通道，抑制水分子对基体的直接侵蚀，改善其耐水性。

如需了解更多关于有机硅丙烯酸的信息，建议咨询化学专家或查阅相关书籍。

专利名称：有机硅改性丙烯酸树脂防污涂料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：朱林江,孙学栋
申请号：CN201811373886.9
申请日：20181119
公开号：CN109593420A
公开日：
20190409
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于防污涂料技术领域，尤其涉及一种有机硅改性丙烯酸树脂防污涂料，原料成分包括有机硅改性丙烯酸树脂，氧化石墨烯，硅酸盐复合防污剂，增稠剂，分散剂，流平剂，偶联剂，混合溶剂和其他颜填料，其中，各原料成分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸树脂25‑50份，氧化石墨烯0.5‑2份，硅酸盐复合防污剂15‑40份，增稠剂0.3‑2份，分散剂0.5‑2份，流平剂0.2‑2份，偶联剂0.1‑1.5份，其他颜填料10‑30份，混合溶剂15‑35份。

本发明提供的防污涂料，具有优异的耐玷污性、耐候性、附着力等性能，且漆膜的致密性、机械性能好。

可广泛应用于海洋船舶、海洋探测仪器等各种海洋设施领域中。

申请人：深圳市烯世传奇科技有限公司
地址：518000 广东省深圳市宝安区西乡铁岗水库路桃花源科技创新园A栋327
国籍：CN
代理机构：深圳中一联合知识产权代理有限公司
代理人：张全文
更多信息请下载全文后查看。