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一种表面控制剂及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-02-17
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-07-07
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-07-07
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-02-17
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710086187.5 申请日 2017-02-17
公开/公告号 CN106833099B 公开/公告日 2020-07-07
授权日 2020-07-07 预估到期日 2037-02-17
申请年 2017年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 C09D7/65C08F293/00C09D163/00 主分类号 C09D7/65
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 0
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN101591486A、CN101591486A、CN103374108A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 重庆文理学院 当前专利权人 重庆文理学院
发明人 何家洪、赵贤淑 第一发明人 何家洪
地址 重庆市永川区红河大道319号 邮编 402160
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 重庆市 申请人所在市 重庆市永川区
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京弘权知识产权代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
逯长明、许伟群
摘要
本发明公开了一种表面控制剂及其制备方法,该表面控制剂为包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,该表面控制剂的结构式为:其中,x、y和z均为大于或等于1的整数。该表面控制剂能显著降低液固相间的表面张力差,有利于降低基材的摩擦系数、提高涂层的平坦度、增强涂料的润湿性,防止缩孔、针孔及橘皮的生成。添加有该表面控制剂的涂料施涂过的涂层表面光泽度高且平坦性好。
  • 摘要附图
    一种表面控制剂及其制备方法
  • 说明书附图:[0008]
    一种表面控制剂及其制备方法
  • 说明书附图:[0020]
    一种表面控制剂及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-07-07 授权
2 2017-07-07 实质审查的生效 IPC(主分类): C09D 7/12 专利申请号: 201710086187.5 申请日: 2017.02.17
3 2017-06-13 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种表面控制剂,其特征在于,所述表面控制剂为包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,所述表面控制剂的结构式为:
其中,x、y和z均为大于或等于1的整数;
制备方法包括以下步骤:
步骤S1,将甲基异丁基酮和氯化铜置于第一圆底烧瓶中,搅拌至溶解;
步骤S2,在所述第一圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺和丙烯酸月桂酯搅拌;
步骤S3,除去所述第一圆底烧瓶中的空气,将氮气填充至所述第一圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封所述第一圆底烧瓶;
步骤S4,用注射器经橡胶密封盖向所述第一圆底烧瓶中加入溴代异丁酸乙酯;
步骤S5,将所述第一圆底烧瓶置于油浴中加热至75℃;
步骤S6,用注射器经橡胶密封盖向所述第一圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第一混合物;
步骤S7,控制油浴温度稳定在70-85℃,将所述第一混合物聚合24h,得到聚丙烯酸月桂酯母液;
步骤S8,在第二圆底烧瓶中加入所述聚丙烯酸月桂酯母液、丙烯酸六氟丁酯以及CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3;
步骤S9,除去所述第二圆底烧瓶中的空气,将氮气填充至所述第二圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封所述第二圆底烧瓶;
步骤S10,用注射器经橡胶密封盖向所述第二圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第二混合物;
步骤S11,将所述第二圆底烧瓶置于油浴中加热至80℃,将所述第二混合物聚合6h,得到包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,所述包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物为所述表面控制剂;
所述三正丁胺为还原剂;
步骤S6中的所述三正丁胺与所述丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:100;
步骤S10中的所述三正丁胺与所述丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为0.5:100。

2.根据权利要求1所述的表面控制剂的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯与CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3之间质量的比例为5:7:88。

3.根据权利要求1所述的表面控制剂的制备方法,其特征在于,所述氯化铜、三(2-二甲氨基乙基)胺、溴代异丁酸乙酯与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:2:1:100。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及聚合物制备领域,尤其涉及一种表面控制剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 涂料在施涂于墙壁等基材后都会得到的一层固态连续膜,被称为涂层。通常,涂层表面是难以完全平滑的,为达到涂层表面平滑、平整以及基材润湿等目的,市场上提供了很多种产品,例如,有机改性的聚硅氧烷、氟碳化合物和蜡等,但是它们和一般涂料的液相体系存在不相容的问题,导致涂层出现缩孔、浑浊、光泽损失、迁移和渗出等问题。
[0003] 现有技术中,一般采用聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷作为涂料的表面控制剂。对于聚(甲基)丙烯酸酯来说,有关的化合物通常包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸(2-乙基己基)酯等;对于聚硅氧烷来说,有关的化合物通常包括二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚醚改性的聚二甲基或聚甲基烷基硅氧烷、或者,聚酯改性的聚二甲基或聚甲基烷基硅氧烷等,以上述提到的聚(甲基)丙烯酸酯和聚硅氧烷一般用作涂料的均化促进剂,将其加入到涂料中起到表面控制剂的作用,从而提高涂层表面的平坦度。
[0004] 由于涂料大多数是树脂体系,将上述提出的聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚硅氧烷作为涂料的表面控制剂时,由于聚(甲基)丙烯酸酯和聚硅氧烷的单一性结构,因此与树脂体系存在较大的表面张力差异,导致涂层表面仍然会发生一定程度的橘皮或缩孔,难以获得光亮且平坦性高的涂层表面。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种表面控制剂及其制备方法,以解决涂层表面不均匀的问题。
[0006] 第一方面,本发明提供了一种表面控制剂,该表面控制剂为包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,该表面控制剂的结构式为:
[0007]
[0008] 其中,x、y和z均为大于或等于1的整数。
[0009] 第二方面,本发明提供了一种表面控制剂的制备方法,用以制备第一方面提供的表面控制剂,该方法包括以下步骤:
[0010] 步骤S1,将甲基异丁基酮和氯化铜置于第一圆底烧瓶中,搅拌至溶解;步骤S2,在第一圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺和丙烯酸月桂酯搅拌;步骤S3,除去第一圆底烧瓶中的空气,并将氮气填充至第一圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封第一圆底烧瓶;步骤S4,用注射器经橡胶密封盖向第一圆底烧瓶中加入溴代异丁酸乙酯;步骤S5,将第一圆底烧瓶置于油浴中加热至75℃;步骤S6,用注射器经橡胶密封盖向第一圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第一混合物;步骤S7,控制油浴温度稳定在70-85℃,将第一混合物聚合24h,得到聚丙烯酸月桂酯母液;步骤S8,在第二圆底烧瓶中加入聚丙烯酸月桂酯母液、丙烯酸六氟丁酯以及CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3;步骤S9,除去第二圆底烧瓶中的空气,并将氮气填充至第二圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封第二圆底烧瓶;步骤S10,用注射器经橡胶密封盖向第二圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第二混合物;步骤S11,将第二圆底烧瓶置于油浴中加热至80℃,将第二混合物聚合6h,得到包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物为表面控制剂。
[0011] 优选地,丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯与CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3之间质量的比例为5:7:88。
[0012] 优选地,氯化铜、三(2-二甲氨基乙基)胺、溴代异丁酸乙酯与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:2:1:100。
[0013] 优选地,步骤S6中的三正丁胺与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:100。
[0014] 优选地,步骤S10中的三正丁胺与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为0.5:100。
[0015] 本发明实施例提供了一种表面控制剂及其制备方法,本发明实施例提供的表面控制剂为包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,该表面活性剂以丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯以及CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3作为三种单体,以甲基异丁基酮为溶剂,以氯化铜作为催化剂,以三(2-二甲氨基乙基)胺为配体,以溴代异丁酸乙酯为引发剂,以三正丁胺为还原剂,按照催化剂再生可控聚合机理,制备包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,即表面控制剂。
[0016] 本发明提供的表面控制剂的共聚物结构同时具有聚丙烯酸酯和聚硅氧烷的结构特点,因此,该表面控制剂能显著降低液固相间的表面张力差的缺点。因此,该表面控制剂有利于降低基材的摩擦系数、提高涂层的平坦度、增强涂料的润湿性,防止缩孔、针孔及橘皮的生成。添加有该表面控制剂的涂料施涂过的涂层表面光泽度高且平坦性好。

实施方案

[0017] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。
[0018] 本发明实施例公开了一种表面控制剂,该表面控制剂为以丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯和CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3三种单体作为聚合单元,按照催化剂再生可控聚合机理,共聚获得的包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,其结构式为:
[0019]
[0020] 其中,x、y和z均为大于或等于1的整数。
[0021] 本发明实施例还提供了一种表面控制剂的制备方法,用于以上实施方式中所述的表面控制剂。本发明以含氟丙烯酸酯、丙烯酸酯和含硅单体三种单体作为聚合单元,按照催化剂再生可控聚合机理,制备包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物。其中,含氟丙烯酸酯单体可选用丙烯酸六氟丁酯,丙烯酸酯单体可选用丙烯酸月桂酯,含硅单体可选用CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3。本发明实施例提供的表面控制剂的具体制备步骤如下:
[0022] 步骤S1,以甲基异丁基酮为溶剂,以氯化铜为催化剂,将甲基异丁基酮和氯化铜置于装有机械搅拌的第一圆底烧瓶中,搅拌至溶解。
[0023] 步骤S2,以三(2-二甲氨基乙基)胺为配体,以丙烯酸月桂酯为一种单体,在第一圆底烧瓶中继续加入三(2-二甲氨基乙基)胺和丙烯酸月桂酯,搅拌至溶解。
[0024] 步骤S3,在将第一圆底烧瓶中的空气通过搅拌并抽空的方式出去,再用氮气冲洗三次第一圆底烧瓶,得到由氮气填充的第一圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封第一圆底烧瓶。
[0025] 步骤S4,以溴代异丁酸乙酯为引发剂,用注射器经橡胶密封盖向第一圆底烧瓶中加入溴代异丁酸乙酯。
[0026] 步骤S5,将第一圆底烧瓶置于油浴中,并将油浴温度加热至75℃。
[0027] 步骤S6,以三正丁胺为还原剂,用注射器经橡胶密封盖向第一圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第一混合物。
[0028] 步骤S7,将第一圆底烧瓶的油浴温度稳定在70-85℃,使第一混合物进行聚合反应,聚合24h后,得到聚丙烯酸月桂酯母液。
[0029] 步骤S8,以丙烯酸六氟丁酯和CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3作为另外两种单体,在第二圆底烧瓶中加入以上步骤S7所制备的聚丙烯酸月桂酯母液以及丙烯酸六氟丁酯和CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3。
[0030] 步骤S9,在将第二圆底烧瓶中的空气通过搅拌并抽空的方式出去,再用氮气冲洗三次第二圆底烧瓶,得到由氮气填充的第二圆底烧瓶,并以橡胶密封盖密封第二圆底烧瓶。
[0031] 步骤S10,用注射器经橡胶密封盖向所述第二圆底烧瓶中加入三正丁胺,得到第二混合物。
[0032] 步骤S11,将第二圆底烧瓶置于油浴中,将油浴温度加热至80℃,将步骤S10中制备的第二混合物聚合6h,得到包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,所述包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物为所述表面控制剂。
[0033] 上述步骤S1至S11中,所需的各种组分的含量确定方式如下:首先,精确称取三种聚合单体丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯和CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3,其中,丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸月桂酯和CH2=CH-COO-(CH2)3-[-Si(CH3)2-O-]15-CH3之间质量的比例为5:7:88;然后,以称取后的丙烯酸月桂酯为物质的量衡量标准,称取氯化铜、三(2-二甲氨基乙基)胺和溴代异丁酸乙酯,其中,氯化铜、三(2-二甲氨基乙基)胺、溴代异丁酸乙酯与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:2:1:100,称取步骤S6中的三正丁胺和步骤S10中的三正丁胺,其中,步骤S6中的三正丁胺、步骤S10中的三正丁胺与丙烯酸月桂酯之间物质的量的比例为1:0.5:100。
[0034] 上述实施例例证了利用催化剂再生可控聚合机理,制备包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物表面控制剂的制备方法。上述实施例中所用的组分可以是市售分析纯试剂,但是这不是要求,制备各组分也可以用工业级试剂。上述实施例中所处聚合条件为无氧环境,但也可在低浓度氧环境下进行聚合。
[0035] 本发明实施例按照催化剂再生可控聚合机理,制备包含有机硅的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物,即表面控制剂。该表面控制剂的共聚物结构同时具有聚丙烯酸酯和聚硅氧烷的结构特点,因此,该表面控制剂能显著降低液固相间的表面张力差的缺点。使用本发明实施例提供的表面控制剂有利于降低基材的摩擦系数、提高涂层的平坦度、增强涂料的润湿性,防止缩孔、针孔及橘皮的生成。
[0036] 本发明实施例还提供了一种涂料,该涂料中添加有上述的表面控制剂,该涂料的各组分以及对应的质量百分比为:双酚A型环氧树脂E51树脂35份,钛白粉10份,高岭土5份,800目硅微粉40份,膨润土0.5份,铁黑0.05份,消泡剂TEGO-900 0.2份,分散剂BYK-P104S 
0.3份,抗刮蜡粉0.5份,苯甲醇8份,表面控制剂0.3份。将本发明实施例提供的上述配方制备的涂料,命名为配方A。
[0037] 为对比上述实施例提供的涂料,本说明书还提供了对比例,该对比例提供的涂料组分以及对应的质量百分比为:双酚A型环氧树脂E51树脂35份,钛白粉10份,高岭土5份,800目硅微粉40份,膨润土0.5份,铁黑0.05份,消泡剂TEGO-900 0.2份,分散剂BYK-P104S 
0.3份,抗刮蜡粉0.5份,苯甲醇8份,市售流平剂tego-1484 0.3份。将该对比例提供的上述配方制备的涂料,命名为配方B。
[0038] 本发明实施例还提供了另一种涂料,该涂料中添加有上述的表面控制剂,该涂料的各组分以及对应的质量百分比为:双酚A型环氧树脂E51树脂35份,钛白粉2份,高岭土5份,800目硅微粉40份,膨润土0.5份,铁红10份,消泡剂TEGO-900 0.2份,分散剂BYK-P104S 0.3份,抗刮蜡粉0.5份,苯甲醇6份,表面控制剂0.3份。将本发明实施例提供的上述配方制备的涂料,命名为配方C。
[0039] 为对比上述实施例提供的涂料,本说明书还提供了对比例,该对比例提供的涂料组分以及对应的质量百分比为:双酚A型环氧树脂E51树脂35份,钛白粉2份,高岭土5份,800目硅微粉40份,膨润土0.5份,铁红10份,消泡剂TEGO-900 0.2份,分散剂BYK-P104S 0.3份,抗刮蜡粉0.5份,苯甲醇6份,市售流平剂tego-1484 0.3份。将该对比例提供的上述配方制备的涂料,命名为配方D。
[0040] 先将配方A、配方B、配方C和配方D均与固化剂聚酰胺按照质量比为3:1的比例进行固化,然后将固化后的配方A、配方B、配方C和配方D辊涂在相同的封底石膏板上。从辊涂效果对比发现,相较于固化后的配方B和配方D辊涂的石膏板,固化后的配方A和配方C辊涂的石膏板,缩孔、针孔及橘皮的数量和范围均大大减小,而且具有十分光亮的涂层表面。因此,本发明实施例提供的涂料,由于将市售流平剂更换成了本发明实施例提供的表面控制剂,使得涂层表面具有更高的光泽度更高及更好的平坦度。
[0041] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0042] 应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
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