一種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬有機(jī)硅化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域，涉及一種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑及其制備方 法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)硅防水劑具有卓越的防水性、耐候性、透氣性、防污耐久性和防霉菌侵蝕等優(yōu) 點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種混凝土、石材、木材等材料表面保護(hù)領(lǐng)域。涂覆于基材表面的有機(jī) 硅防水劑能均勻滲透到基材表面的微孔中，形成很薄的憎水膜，從而達(dá)到防水的目的。
[0003] 迄今市場(chǎng)上已有有機(jī)硅類(lèi)防水劑品種包括：①以甲基三氯硅烷和氫氧化鈉為原料 制備的甲基硅酸鈉，具有生產(chǎn)量大、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其防水性一般，不具耐久性；②以甲 基三烷氧基硅烷在有機(jī)溶劑中水解縮合或甲基三氯硅烷水解縮合制備的硅樹(shù)脂防水性能 一般，生產(chǎn)成本較高，也不具耐久性；③以α -烯烴與含氫硅烷通過(guò)硅氫化學(xué)反應(yīng)制備的 長(zhǎng)鏈烷基烷氧基硅烷化合物，生產(chǎn)成本高，目前主要用于文物保護(hù)；④含氫硅油乳劑只應(yīng)用 于地板磚或紡織物的處理。國(guó)產(chǎn)有機(jī)硅類(lèi)防水劑的防水、抗污、耐候性、耐久性與進(jìn)口產(chǎn)品 的性能相比還有一定的差距，且有些產(chǎn)品成本高，性?xún)r(jià)比不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求，因而促使國(guó)內(nèi) 有機(jī)硅防水劑進(jìn)行進(jìn)一步研宄。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利CN200510034382(陳俊光，2005)公開(kāi)了一種水基型有機(jī)硅樹(shù)脂防水劑 的制備方法，首先將二官能團(tuán)有機(jī)硅烷與三官能團(tuán)有機(jī)硅烷按質(zhì)量比10?15:1?2混合， 加入堿催化劑，在80 °C?115 °C反應(yīng)2?4小時(shí)，然后除去堿催化劑，冷卻至40 °C;加入用量 為總反應(yīng)物質(zhì)量的0. 05?15%的酸催化劑，冷卻至常溫，再加入些三官能團(tuán)有機(jī)硅烷，得 到透明水基型有機(jī)硅樹(shù)脂防水劑，固含量50-60%硅樹(shù)脂單元鏈節(jié)為（RSiO 1Jm(RR1SiO)1^R 為烷基或芳烴基。中國(guó)專(zhuān)利CN201010527938(陳國(guó)堅(jiān)，2010)公開(kāi)一種有機(jī)硅防水劑的制備 方法，含氫硅油在強(qiáng)堿的作用下得到的有機(jī)硅樹(shù)脂于有機(jī)溶劑中裂解，分離出一種組合物， 該組合物中含氫硅油/強(qiáng)堿質(zhì)量比為100/1?10,有機(jī)硅樹(shù)脂與有機(jī)溶劑質(zhì)量比為1/10? 20 〇
[0005] 迄今文獻(xiàn)中還沒(méi)有涉及利用MDTQ樹(shù)脂及其改性物作為基礎(chǔ)原料用于制備防水劑 的報(bào)道。道康寧公司在我國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利CN101548391A稱(chēng)：作為光伏電池封裝材料，他們選用 了含具反應(yīng)型的不飽和基團(tuán)MDTQ硅樹(shù)脂作為原料，再配以含氫有機(jī)硅烷參與硅氫加成反 應(yīng)硫化。2013年黃冰光專(zhuān)利CN201310364253稱(chēng)：他們制備無(wú)溶劑環(huán)保玻璃纖維粘接用樹(shù) 脂合成了具反應(yīng)型的乙烯基MDTQ硅樹(shù)脂作原料之一，他們也是利用硅氫加成反應(yīng)硫化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑及其制備方法 和應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具體如下：
[0008] -種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑的制備方法：將以下質(zhì)量百分比的反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂、 室溫固化催化劑、反應(yīng)型聚甲基硅氧烷或其改性物、功能助劑和有機(jī)溶劑在無(wú)水無(wú)氧條件 下混合均勻，即得到反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑的制備方法，其特征在于：將以下質(zhì)量百分比的反應(yīng)型 MDTQ硅樹(shù)脂、室溫固化催化劑、反應(yīng)型聚甲基硅氧烷或其改性物、功能助劑和有機(jī)溶劑在無(wú) 水無(wú)氧條件下混合均勻，即得到反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑： 反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂 15?50 室溫固化催化劑 0.004?0.01 反應(yīng)型聚甲基硅氧烷或其改性物 2?15 功能助劑 0?5 有機(jī)溶劑 30?60 ① 所述的反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂，其化學(xué)組成包括含烴基硅氧的M、D、T、Q鏈節(jié)、反應(yīng)型的 含氫硅氧D和T鏈節(jié)、以及反應(yīng)型的含烷氧硅氧的D、T和Q鏈節(jié)，其樹(shù)脂單元鏈節(jié)如下所 示： [Me3SiOa 5] M[R。?Q. 5Me2 ?L 5SiO] D [R。?Q. ^e1 ?Q. 5SiOL 5 ?Q. 5] T [ (RO)。?3Si02 ?5] q 其中：R為-CH3或-C2H5; R' 為 H、CH3O-或 C2H5O-; M+D+T+Q 彡 20 ?30,且 M、D、T、Q 均大于 0 ; 以質(zhì)量百分比計(jì)：M鏈節(jié)含量為3. 2?4.3 %，D鏈節(jié)含量為14. 1?23. 1 %，T鏈節(jié)含 量為46. 2?51. 3 %，Q鏈節(jié)含量為36. 8?22. 1 % ;氫基硅氧鏈節(jié)含量為6?10 %，烷氧 基硅氧鏈節(jié)含量為14. 1?15. 2 % ;所述的M鏈節(jié)為Me3SiOa5;所述的D鏈節(jié)為R' Q~Q.5Me2? 5SiO;所述的T鏈節(jié)為R'（OR) ^2SiOh5U;所述的Q鏈節(jié)為（RO) ^3SiO2U; ② 所述的反應(yīng)型聚甲基硅氧烷或其改性物的化學(xué)式表述如下： QMe2SiO (Me2SiO) x (MeRSiO) y (MeR' SiO) ,SiMe2Q' 式中：x > 0, y ^ 0, z ^ 0, x+y+z < 100 ; 所述的 Q 和 Q' 為：-〇Me、- OEt、- 0H、- OAc、- NH2、- N(Me)2' - NHAc、- ON = C(Me) C2H5 或-OCH = CH 2; 所述的 R 為：-CH3、- C2H5、- C3H7、- C8H17、
C12H25、-C16H33、_0〇1(〇? 3)2或-OCH2(CF2CF2) nH;其中 η = 1、2、3、4、5; 所述的R'為H、- OMe或-OEt ; ③ 所述的室溫固化催化劑為重金屬氧化物、亞錫鹽、有機(jī)錫化合物、有機(jī)鈦化合物中的 一種或幾種； ④ 所述的功能助劑為交聯(lián)劑、石墨、金屬粉、色漿、增強(qiáng)劑、耐高溫助劑、防霉劑、抗腐蝕 劑中的一種或幾種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的交聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián) 劑、鋁偶聯(lián)劑、鋯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的增強(qiáng)劑為白炭黑或有機(jī)聚合 物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的有機(jī)錫化合物為二醋酸二丁 基錫或二月桂酸二丁基錫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的有機(jī)溶劑為60-90的石油醚、 1〇〇#溶劑油或二甲基硅油。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂的制備方 法包括以下步驟：將296克硅醇直接法制備HSi (OR)3得到的副產(chǎn)物加入到三口瓶中，磁力 攪拌下升溫至50°C，攪拌下根據(jù)副產(chǎn)物混合物計(jì)算滴加37. 5克去離子水，滴加完畢，50°C 保溫1小時(shí)，然后向三口瓶?jī)?nèi)滴加325克有機(jī)氯硅燒，滴加過(guò)程中溫度保持在50?70°C且 用堿液吸收反應(yīng)產(chǎn)生的HCl ;滴加完畢，微負(fù)壓下脫HC1，再滴加8. 6克去離子水，保溫反應(yīng) 2小時(shí)；然后降溫至40°C以下，加入弱堿至反應(yīng)體系呈中性，用濾紙過(guò)濾出固體，然后將濾 液升溫至l〇〇°C，減壓脫除低沸物，即得到權(quán)利要求1所述的反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂。
7. -種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑，其特征在于：由權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的制備方法 制備得到。
8. 權(quán)利要求7所述的反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑在防水領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑及其制備方法和應(yīng)用，選用反應(yīng)型MDTQ硅樹(shù)脂作為基礎(chǔ)原料，在有機(jī)溶劑中配以含反應(yīng)型硅官能團(tuán)的聚甲基硅氧烷或其改性物以及室溫固化催化劑，再通過(guò)化學(xué)、物理方法復(fù)配制備得到反應(yīng)型有機(jī)硅防水劑。該有機(jī)硅防水劑可噴涂于需防水的基體上防水或添加于需防水的有機(jī)材料中，在基材內(nèi)交聯(lián)固化形成具互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或硬/軟嵌段的防水材料。本發(fā)明還可以根據(jù)用戶(hù)對(duì)防水劑的特殊需求，選擇添加交聯(lián)劑、石墨、金屬粉、色漿、增強(qiáng)劑、耐高溫助劑、防霉劑、抗腐蝕劑等功能助劑；功能助劑的添加不會(huì)影響該防水劑的基本性能。有機(jī)硅防水劑在應(yīng)用時(shí)可采用噴涂、刷涂、滾涂或浸泡等多種方法施工，施工后室溫固化。
【IPC分類(lèi)】C09D183-04, C09D7-12, C04B41-49
【公開(kāi)號(hào)】CN104530967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410833302
【發(fā)明人】耿學(xué)輝, 張先亮, 廖俊, 張彥謙, 何運(yùn)凡, 張柏平, 金龍彪, 王鳳艷
【申請(qǐng)人】湖北武大有機(jī)硅新材料股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日