一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是：將漆酚及二甲苯預先混合成混合液，除水后，加入氨基有機硅，恒溫反應，獲得氨基有機硅改性漆酚預聚物混合液；將制備的氨基有機硅改性漆酚混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經砂紙打磨的馬口鐵片上，經紫外光輻照后，獲得經氨基有機硅改性漆酚光固化膜。本發明具有：1、漆酚是天然可再生資源，原料來源廣，價格低廉。2、可快速地制備氨基有機硅改性漆酚光固化膜。3、采用本發明技術所制備得到的經氨基有機硅改性漆酚光固化膜涂料具有優異附著力、柔韌性能、抗沖擊性能、耐化學介質性能及優異的耐熱性能。本發明制備的有機硅改性漆酚光固化膜應用于高性能涂料領域。
【專利說明】一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法
【技術領域】[0001]本發明涉及一種光固化膜的制備方法，尤其涉及一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，屬于高性能化工涂料領域。
【背景技術】
[0002]21世紀以來，我國的光固化產業得到快速的發展，我國逐漸發展成為繼美國、日本之后，全球第三大UV固化產品生產地區。UV固化涂料是一種高效、節能的環保型涂料，綜合性能優良，具有固化速度快、固化溫度低、能量消耗低、污染小等優點，應用范圍廣泛，正在逐步代替傳統的固化涂料。而氨基有機硅材料具有耐高低溫、耐候、耐老化、電氣絕緣、耐臭氧、憎水、生理惰性等獨特性能。并且我國在天然生漆的使用方面，擁有悠久的歷史，其所生產的漆膜具有堅硬，耐熱、耐腐蝕等優異性能。生漆的主要成膜物質漆?)—是帶有長側碳鏈的鄰苯二酚衍生物。但經漆酶氧化聚合所得的生漆膜，其固化時間長，且固化時受溫度、濕度等的限制。漆酚有機硅聚合物集中了有機硅樹脂及漆酚的特點，具有優良的性能。然而目前公開的通過酯交換等技術制備的漆酚有機硅聚合物，這些技術雖然可制得具有優異性能的漆酚有機硅聚合物，但其耗時長，因而其能耗將增加，這就使得適用于工業化生產時，其具有成本聞等缺點。
[0003]本發明在紫外光輻照下，大大縮短了制備氨基有機硅改性漆酚光固化膜的聚合時間，具有固化速率快、環保、能耗低、性能優異等優勢。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于根據現有技術的不足，提供一種制備速度快、工藝簡單、生產成本較低的經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法。
[0005]本發明的目的還在于提供一種氨基有機硅改性漆酚光固化膜涂料。該涂料柔韌性好，具有優異的附著力、抗沖擊力、耐化學介質及耐熱性能。
[0006]為實現本發明的目的采用以下的技術方案:
1.除水:在一裝有分水器的潔凈的三口燒瓶中加入漆酚和二甲苯，預先混合成混合液，而后升溫至138°C，進行30分鐘恒溫除水30分鐘。其中漆酚與二甲苯的用量按重量份計，其比例為:漆酚:二甲苯為4:3~15 ；
2.預聚合:取下三口燒瓶中的分水器，冷卻至80°C后，往混合液中加入氨基有機硅，再升溫至9(T138°C之間，反應0.5~3小時，獲得氨基有機硅改性漆酚預聚物混合液。其中氨基有機硅按氨基基團計與漆酚的摩爾量比為2:11 ；
3.光固化:將制備的氨基有機硅改性漆酚預聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照3(T180秒后，獲得氨基有機硅改性漆酚光固化膜。其中光固化膜厚為10~40 Mm ;紫外燈主波長為365 nm，光強為103 mW/cm2，輻射距離為10cm。
[0007]所述的氨基有機硅具有200至2000的分子量。[0008]所述的氣基有機娃是指氣基硅烷偶聯劑、氣基生物活性有機娃中的一種或兩種任意比例的混合.所述的氨基硅烷偶聯劑是指3-氨丙基二乙氧基硅烷(KH550)、3_氨丙基二甲氧基娃烷、二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷或N-P-氨乙基-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
[0009]所述的氨基生物活性有機硅是指N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺或N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺。
[0010]本發明具有以下優點:
1.漆酚是天然可再生資源，原料來源廣，價格低廉。
[0011]2.可快速地制備氨基有機硅改性漆酚光固化膜。
[0012]3.采用本發明技術所制備得到的經氨基有機硅改性漆酚光固化膜涂料具有優異附著力、柔韌性能、抗沖擊性能、耐化學介質性能及優異的耐熱性能。
[0013]本發明中，表征氨基有機硅改性漆酚光固化膜的設備及方法如下:
膜的制備
按GB/T 1727-1992《涂膜一般制備法》，將制備的漆酚/氨基有機硅復合液涂布在潔凈的玻璃片上或經砂紙打磨的馬口鐵片上，膜厚:約40Mm。試樣置于365 nm和2 kW的高壓汞燈下輻照(GY.UV2KW/ II (s)型紫外光固化儀，保定市特種光源電器廠)，光強:103 mff/cm2 (UV-A光強計，北京師范大學光電儀器廠)。輻射距離:10 cm，實驗在空氣中進行。
[0014]常規物理機械性能 將制備的試樣均勻的涂布在馬口鐵片上，固化膜的常規物理機械性能分別采用下列國標進行測試。硬度按GB/T 6739-1996采用鉛筆法測定；附著力按GB1720-79采用QFZ-1型涂抹附著力測定儀測試；柔韌性按GB/T1731-93采用JGI型柔韌測試儀測試；耐沖擊性能按GB/T 1732-93采用QCJ型涂膜沖擊器測試。
[0015]抗溶劑性能
不同試樣經紫外光輻射一定時間后，差量法取膜稱重(mlg)，分別在無水乙醇、石油醚、二甲苯、甲苯、乙酸丁酯及丙酮中浸泡48 h，干燥后稱重(m2g)，以(Hi2Ai1) X100%衡量涂膜的抗溶劑性能。
[0016]抗化學試劑性能
將不同試樣分別在自來水、10% H2SO4,30% H2S04、10%Na0H、30%Na0H、10%NaCl 中浸泡 7天。
[0017]熱重分析采用METTTLER TGALSDTA851紅外熱重聯用儀，氮氣氣氛，升溫速度為10°C/min，溫度范圍:室溫~600 °C。
[0018]紅外采用NIC0LET5700 FT-1R光譜儀測定(ATR法)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1制備的3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜的紅外光譜圖。
[0020]圖2為實施例1制備的3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜的熱重譜圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明結合實施例作進一步說明，但本發明的范圍不局限于本實施例的范圍。[0022]實施例1
在一個三口瓶內加入5.0克漆酚和7.8克二甲苯，預先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0023]將混合液降溫至80°C后，加入6.7克3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，再升溫至900C，反應3小時，獲得3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液。
[0024]將3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上，在紫外光下輻照30秒后，獲得3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0025]將制備得到的3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜進行紅外光譜圖分析，其結果如附圖1所示；進行熱重譜圖分析，其結果如附圖2所示。
[0026]本實施例制備得到的3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測試結果如下:
鉛筆硬度:4H 附著力:I級 柔韌性:0.5 mm 抗沖擊性能:50cm 抗溶劑性能:通過 抗化學試劑性能:通過 實施例2
在一個三口瓶內加入6.7克漆酚和7.8克二甲苯，預先混合成混合液，升溫至138 °C，恒溫除水30分鐘。
[0027]將混合液降溫至80°C后，加入2.5克N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺和2.0克3-氨丙基三甲氧基硅烷，再升溫至100°C，反應2小時，獲得N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液。
[0028]將N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液涂布在經砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照60秒后，獲得N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0029]本實施例制備得到的N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測試結果如下:
鉛筆硬度:5H 附著力:1級 柔韌性:0.5 mm 抗沖擊性能:50cm 抗溶劑性能:通過 抗化學試劑性能:通過 實施例3
在一個三口瓶內加入8.0克漆酚和7.8克二甲苯，預先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0030]將混合液降溫至80°C后，加入3.6克二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷，再升溫至110°〇，反應1.5小時，獲得二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷改性漆酚預聚物混合液。[0031]將二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷改性漆酚預聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上，在紫外光下輻照90秒后，獲得二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0032]本實施例制備得到的二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷改性漆酚光固化膜性能測試結果如下:
鉛筆硬度:6H 附著力:1級 柔韌性:0.5 mm 抗沖擊性能:50cm 抗溶劑性能:通過 抗化學試劑性能:通過 實施例4
在一個三口瓶內加入10.0克漆酚和8.1克二甲苯，預先混合成混合液，升溫至138度，恒溫除水30分鐘。
[0033]將混合液降溫至120度后，加入2.3克N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺，再升溫至120°C度，反應I小時，獲得N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺改性漆酚預聚物混合液。
[0034]將N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺改性漆酚預聚物混合液涂布在經砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照120秒后，獲得N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺改性漆酚光固化膜。
[0035]本實施例制備得到的N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺改性漆酚光固化膜性能測試結果如下:
鉛筆硬度:6H` 附著力:I級 柔韌性:0.5 mm 抗沖擊性能:50cm 抗溶劑性能:通過 抗化學試劑性能:通過 實施例5
在一個三口瓶內加入12.0克漆酚和9.3克二甲苯，預先混合成混合液，升溫至138°C，恒溫除水30分鐘。
[0036]在混合液加入2.2克3-氨丙基三乙氧基硅烷，再升溫至110°C，反應0.5小時，獲
得3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液。
[0037]將3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚預聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上，在紫外光下輻照180秒后，獲得3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜。
[0038]本實施例制備得到的3-氨丙基三乙氧基硅烷改性漆酚光固化膜性能測試結果如下:
鉛筆硬度:6H 附著力:I級 柔韌性:0.5 mm 抗沖擊性能:50cm抗溶劑性能:通過抗化學試劑性 能:通過。
【權利要求】
1.一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是: (1)除水 在一裝有分水器的潔凈的三口燒瓶中加入漆酚和二甲苯，預先混合成混合液，而后升溫至138 °C，恒溫除水30分鐘； (2)預聚合 取下三口燒瓶中的分水器，冷卻至80°C后，往混合液中加入氨基有機硅，再升溫至90~138度，反應0.5~3小時； (3)光固化 將制備的氨基有機硅改性漆酚預聚物混合液涂布在潔凈的玻璃片上或經砂紙打磨的馬口鐵片上，在紫外光下輻照3(T180秒后，獲得氨基有機硅改性漆酚光固化膜。
2.根據權利要求1所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是:所述的氨基有機硅具有200至2000的分子量。
3.根據權利要求2所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是:所述的氣基有機娃是氣基硅烷偶聯劑、氣基生物活性有機娃中的一種或兩種任意比例的混合。
4.根據權利要求2和3所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的氨基硅烷偶聯劑是3-氨丙基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基硅烷、二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷或N_P_氨乙基-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷。·
5.根據權利要求2和3所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是所述的氨基生物活性有機硅是N-硅甲基-N-甲酰基對甲基苯胺或N-硅丙基-N-甲酰基對甲基苯胺。
6.根據權利要求1所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是:漆酚與二甲苯的用量按重量份計，其比例為:漆酚:二甲苯為4: 3~15。
7.根據權利要求1所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是:氨基有機硅按氨基基團計與漆酚的摩爾量比為2:廣8。
8.根據權利要求1所述的一種經氨基有機硅改性漆酚光固化膜的制備方法，其特征是:光固化膜厚為10~40 Mm ;紫外燈主波長為365 nm，光強為103 mW/cm2，輻射距離為10cm。
【文檔編號】C09D161/14GK103709347SQ201310714996
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】陳欽慧, 林金火 申請人:福建師范大學