一種有機矽樹脂及其製備方法
2023-10-06 02:22:59
一種有機矽樹脂及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種有機矽樹脂及其製備方法與應用。該有機矽樹脂包括如下質量百分比的配方組分：四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷20～30%、甲基三甲氧基矽烷基20～30%、四乙氧基矽烷基20～30%、氫化矽烷催化劑5～10%、縮合催化劑5～10%、溶劑餘量。上述有機矽樹脂顯著改善了有機矽樹脂在附著體表面的附著力，改善了其耐老化性能，使其具有在常溫下迅速自行乾燥的特性。同時賦予其優異的耐水性、耐熱性和硬度等力學性能。因此，該有機矽樹脂可以在玻璃表面處理、金屬表面處理、石材表面處理或塗料【技術領域】中的應用。其工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低，適於工業化生產。
【專利說明】一種有機矽樹脂及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於高分子材料【技術領域】，特別涉及一種有機矽樹脂及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，以及建築師設計理念「人性之於建築」的提升，建築物越來越向高層、高檔、多功能方向發展。因此建築幕牆產品也必然向高新技術和多功能的方向發展，才能適應人們日漸增強的環保節能意識，滿足市場對建築幕牆功能的需求。
[0003]在溫帶氣候例如歐洲大陸和英國地區，建築界對於雙層幕牆的應用很廣，建築界專家認為雙層幕牆能夠降低製冷負荷，便於良好的自然通風，便於採光，控制噪聲，降低熱能消耗等。
[0004]20世紀對幕牆的要求在很多方面都有了提高.從而確立了新的建築、生產、安裝及功能原則。這方面的發展與幕牆防火、隔音、防水、密封性、防潮、隔熱、防雷、防雷達、遮陽、自然採光及通風等功能的改進攜手同步。現在，幕牆設計和施工關注的焦點已經轉向了重視客戶的長期滿意度。因此，對質量、功能性及資本成本的要求逐漸提高。通過保證按計劃設計、施工.儘量減少所需的資金和相關風險從而優化整個施工順序也日益重要。這意味著通過優化功能、成本和效率要提供令客戶滿意、複雜性可控的產品和服務。
[0005]20世紀90年代之前，世界範圍內的玻璃幕牆普遍使用沒有任何功能性的玻璃，隨著世界的發展，人們對於生活環境要求的不斷提高，因此對既有玻璃幕牆進行的改造迫在眉睫。
[0006]目前市場應用在玻璃表面的樹脂主要為聚氨酯樹脂，由於聚氨酯在硬度方面並不是很好，常溫乾燥的情況下，硬度可以達到1H，手指很容易破壞膜層的外觀，採用高溫乾燥雖然可以提高膜層的硬度，但是在既有的玻璃幕牆上施工，採用高溫烘烤又很難實現。[0007]目前市場中的高分子材料在形成膜層時與玻璃的附著性方面存在比較大的問題，由於玻璃表面形成羥基，而普通高分子材料分子鏈中基本沒有羥基，因此在玻璃表面的附著性只是簡單的物理吸附，不能夠形成鍵合之間的作用。
[0008]伴隨著玻璃幕牆行業的整體發展，對後期改造的玻璃幕牆的要求越來越高，由於玻璃幕牆建設在戶外的環境下，人為的、環境的影響，對膜層的損傷程度會越來越嚴重，因此，需要開發出一種新的能滿足行業、市場發展需要的新材料。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於克服現有技術的上述不足，提供一種自幹型、高硬度有機矽樹脂及其應用。
[0010]本發明的另一目的是提供上述有機矽樹脂的一種工藝簡單，條件易控，生產成本低的製備方法。
[0011]為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下:[0012]一種有機矽樹脂，包括如下質量百分比的配方組分:
[0013]
四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷20 ~ 30%
曱基三曱氧基矽烷20 ~ 30%
四乙氧基珪烷20 ~ 30%
氫化矽烷催化劑5~ 10%
縮合催化劑5 ~ 10%
溶劑餘量。
[0014]以及，一種有機矽樹脂的製備方法，包括以下步驟:
[0015]按照上述有機矽樹脂配方分別稱取各組分；
[0016]將稱取的所述甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷和四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷溶解於70~90°C溶劑中並混合2~5h後，加入氫化矽烷催化劑、縮合催化劑反應I~2h,冷卻，得到所述有機矽樹脂。
[0017]以及，上述有機矽樹脂配在玻璃表面處理、金屬表面處理、石材表面處理或塗料【技術領域】中的應用。
[0018]上述有機矽樹脂通過氫化矽烷催化劑、縮合催化劑使得甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷對四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷改性，從而顯著改善了有機矽樹脂在附著體特別是玻璃表面的附著力，提高了其耐老化性能，使其具有在常溫下迅速自行乾燥的特性。同時賦予其優異的耐水性、耐熱性和硬度等力學性能，其兼具有無機材料的剛性和聚合物的柔性、加工性等特點。因此，該有機矽樹脂具有較廣的應用範圍，如可以在玻璃表面處理、金屬表面處理、石材表面處理或塗料【技術領域】中的應用。
[0019]上述有機矽樹脂製備方法只需按配方將各組分進行混合反應改性處理即可得到產品，其製備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低的特點，適於工業化生產。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細 說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0021]本發明實施例提供一種自幹型、高硬度有機矽樹脂及其應用。該一種有機矽樹脂，包括如下質量百分比的配方組分:
[0022]四曱氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷 20 ~ 30%
曱基三曱氧基矽烷20 ~ 30%
四乙氧基矽烷20 ~ 30%
氫化矽烷催化劑5 ~ 10%
縮合催化劑5 ~ 10%
[0023]
溶劑餘量。
[0024]具體地，上述四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷。該兩組分均可以市購獲得。
[0025]上述氫化矽烷催化劑優選為四氯矽烷。上述縮合催化劑優選為羥醛縮合物，具體為脂肪酮。
[0026]上述溶劑為液態醇。具體地，該液態醇優選為甲醇或/和乙醇。
[0027]由上述可知，上述有機矽樹脂通過氫化矽烷催化劑、縮合催化劑使得甲基三甲氧基、四乙氧基矽烷對四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷改性，從而顯著改善了有機矽樹脂在附著體特別是玻璃表面的附著力，提高了其耐老化性能，使其具有在常溫下迅速自行乾燥的特性。同時賦予其優異的耐水性、耐熱性和硬度等力學性能，其兼具有無機材料的剛性和聚合物的柔性、加工性等特點。
[0028]因此，正是由於該有機矽樹脂具有上述優異的特性，該有機矽樹脂具有較廣的應用範圍，如可以在玻璃表面處理、金屬表面處理、石材表面處理或塗料【技術領域】中的應用，如可對原有玻璃幕牆進行功能性改造，能夠推動玻璃幕牆行業的整體發展。
[0029]在具體實施例中，該利用該有機矽樹脂作為金屬表面罩面、其他金屬材料及石材表面的罩面。
[0030]另外，還可以將該有機矽樹脂與無機納米複合材料混合改性，製備出有機矽樹脂/無機納米複合材料，使得該複合材料具有更加優異的兼具有無機材料的剛性和聚合物的柔性、加工性等特點，同時無機納米材料與聚合物之間的協同作用可增強聚合物/無機納米顆粒複合材料的性能，如提高耐水性、耐熱性、力學性能等。利用無機納米微粒的特殊性能，可製備新的功能材料，如高硬度、耐摩擦、耐刮傷、防腐蝕、導電、紫外和紅外屏蔽等材料。
[0031]為了使得被附著體如玻璃幕牆的美觀、節能等效果越來越被人們所接受，可以在該有機矽樹脂中添加相應的顏填料，使得玻璃幕牆有不同的顏色及功能，如在有機矽樹脂中添加不同的顏料及功能性材料，可以提高整體的市容市貌。
[0032]相應地，本發明實施例還提供了上述有機矽樹脂的一種製備方法，該方法包括如下步驟:
[0033]S01.按照上述有機矽樹脂配方分別稱取各組分；
[0034]S02.將上述步驟SOl中稱取的甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷和四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷溶解於70~90°C溶劑中並混合2~5h後，加入氫化矽烷催化劑、縮合催化劑反應I~2h，冷卻，得到所述有機矽樹脂。
[0035]具體地，上述步驟SOl中有機矽樹脂配的配方以及配方中的各組分優選含量和種類如上文所述，為了節約篇幅，在此不再贅述。
[0036]上述步驟S02中，在70~90°C下，甲基三甲氧基氧基、四乙氧基矽氧烷、四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷在氫化矽烷催化劑、縮合催化劑作用下，相互之間發生脫水縮合反應。
[0037]上述有機矽樹脂製備方法只需按配方將各組分進行混合反應改性處理即可得到產品，其製備方法工藝簡單，條件易控，成本低廉，對設備要求低的特點，適於工業化生產。
[0038]現以具體有機矽樹脂的配方和製備方法為例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0039]實施例1
[0040]一種有機矽樹脂及其製備方法:
[0041]該有機矽樹脂含質量百分比配方組分為:四甲氧基矽烷20%、甲基三甲氧基矽烷20%、四乙氧基矽烷20%、四氯矽烷催化劑5%、脂肪酮縮合催化劑5%、餘量為甲醇溶劑。
[0042]該有機矽樹脂製備方法:
[0043]將本實施例1稱取的四甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷和四乙氧基矽烷在甲醇溶液中70°C下混合3h後，加入四氯矽烷氫化矽烷催化劑、脂肪酮縮合催化劑反應2h，冷卻，得到所述有機矽樹脂。
[0044]實施例2
[0045]一種有機矽樹脂及其製備方法:
[0046]該有機矽樹脂含質量百分比組分為:四乙氧基矽烷30%、甲基三甲氧基矽烷20%、四乙氧基矽烷20%、四氯矽烷催化劑10%、脂肪酮縮合催化劑10%、餘量為甲醇溶劑。
[0047]該有機矽樹脂製備方法:
[0048]將本實施例1稱取的甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷和四乙氧基矽烷在甲醇溶液中70°C下混合3h後，加入四氯矽烷催化劑、脂肪酮縮合催化劑反應2h，冷卻，得到所述有機矽樹脂。
[0049]實施例3
[0050]一種有機矽樹脂及其製備方法:
[0051]該有機矽樹脂含質量百分比組分為:四乙氧基矽烷25%、甲基三甲氧基矽烷30%、四乙氧基矽烷28%、四氯矽烷催化劑5%、脂肪酮縮合催化劑6%、餘量為乙醇溶劑。
[0052]該有機矽樹脂製備方法:
[0053]將本實施例1稱取的四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷和四乙氧基矽烷在乙醇溶液中90°C下混合2h後，加入四氯矽烷催化劑、脂肪酮縮合催化劑反應lh，冷卻，得到所述有機矽樹脂。
[0054]性能測試:
[0055]將本實施例1至實施例3製備的有機矽樹脂塗覆在玻璃幕牆上，乾燥後對塗層進行性能測試，各項性能的測試方法按照本領域常規的方法即可。相關性能測試結果如表1所述:
[0056]表1
【權利要求】
1.一種有機矽樹脂，包括如下質量百分比的配方組分:
四曱氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷20 ~ 30%甲基三曱氧基娃烷20 ~ 30%四乙氧基娃烷20~30%氣化矽烷催化劑5 ~ 10%縮合催化劑5 ~ 10% 溶劑餘量。
2.根據權利要求1所述的有機矽樹脂，其特徵在於:所述氫化矽烷催化劑為四氯矽烷。
3.根據權利要求1所述的有機矽樹脂，其特徵在於:所述縮合催化劑為羥醛縮合物。
4.根據權利要求4所述的有機矽樹脂，其特徵在於:所述羥醛縮合物為脂肪酮。
5.根據權利要求1所述的有機矽樹脂，其特徵在於:所述溶劑為液態醇。
6.根據權利要求5所述的有機矽樹脂，其特徵在於:所述液態醇為甲醇或/和乙醇。
7.一種有機矽樹脂的製備方法，包括以下步驟: 按照權利要求1~6所述有機矽樹脂配方分別稱取各組分； 將稱取的所述甲基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷和四甲氧基矽烷或/和四乙氧基矽烷溶解於70~90°C溶劑中並混合2~5h後，加入氫化矽烷催化劑、縮合催化劑反應I~2h，冷卻，得到所述有機矽樹脂。
8.根據權利要求1~6所述有機矽樹脂配在玻璃表面處理、金屬表面處理、石材表面處理或塗料【技術領域】中的應用。
【文檔編號】C08G77/06GK103897190SQ201210569819
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優先權日:2012年12月25日
【發明者】熊永強, 樊曉軍, 關有俊 申請人:深圳市嘉達高科產業發展有限公司