[0008] 本发明提供一种有机硅改性醇酸树脂水性乳液，其挥发性有机物(VOC)含量极低，将该有机硅改性醇酸树脂水性乳液作为涂料使用更安全环保。
[0009] 一种有机硅改性醇酸树脂水性乳液，由以下重量份的原料制成，以总重量100份计，包括：
[0010]
[0011] 所述的两亲性有机硅改性剂为式I结构的化合物：
[0012]
[0013] 其中，i、x、y、z为聚合度，i为3～10，x、y、z为3～50。
[0014] 本发明的有机硅改性醇酸树脂水性乳液不含有挥发性有机物，更环保安全。
[0015] 由于聚酯、有机硅均为疏水性树脂，要实现有机硅改性聚酯树脂的水性化有较大难度，本发明选择的聚酯为带有端羟基的醇酸树脂，带有羟基、羧基官能团的醇酸树脂能和亲水改性剂反应得到亲水改性的醇酸树脂。
[0016] 所述的醇酸树脂为间苯二甲酸、三羟甲基丙烷、新戊二醇采用羟基过量缩合聚合的方法得到醇酸树脂。进一步优选的，所述的醇酸树脂的生产厂家为杭州吉华高分子股份有限公司，牌号为RI-330。
[0017] 作为优选，所述的有机硅改性醇酸树脂水性乳液，由以下重量份的原料制成，以总重量100份计，包括：
[0018]
[0019] 进一步优选的，所述的有机硅改性醇酸树脂水性乳液，由以下重量份的原料制成：
[0020] 以总重量100份计，包括：
[0021]
[0022] 所述的亲水改性剂顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸二酐和偏苯三酸酐中的至少一种。
[0023] 亲水改性剂是利用酸酐与醇酸树脂上的羟基反应，但是亲水改性剂上的酸酐过多时，其与醇酸树脂的反应速度过快，会导致醇酸树脂团聚，作为优选，所述的亲水改性剂顺丁烯二酸酐。选用顺丁烯二酸酐作为亲水改性剂不会导致醇酸树脂团聚。
[0024] 所述的pH调节剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水和氢氧化钾中的至少一种。
[0025] pH调节剂是将阴离子树脂中的羧基中和成可溶性盐的试剂，可溶性盐即为水溶性醇酸树脂。
[0026] 进一步优选的，所述的pH调节剂为三乙胺。采用三乙胺对树脂进行中和时，对得到的水溶性醇酸树脂的影响较小，且三乙胺容易从产物中除去。
[0027] 本发明还提供了一种有机硅改性醇酸树脂水性乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0028] (1)将醇酸树脂和亲水改性剂在160～200℃下混合均匀，搅拌反应5～15分钟；
[0029] (2)反应结束后将反应体系的温度降低至60～70℃，滴加pH调节剂将反应体系的pH调节至7～8，得到亲水改性醇酸树脂；
[0030] (3)将亲水改性醇酸树脂、去离子水以及两亲性有机硅改性剂混合均匀，在高剪切均质机的剪切下反应15～45分钟，即得。
[0031] 作为优选，步骤(1)中，反应温度为170～180℃，反应时间为5～10分钟。该反应温度和反应时间能有效避免醇酸树脂的团聚。
[0032] 作为优选，步骤(3)中，先将亲水改性醇酸树脂和两亲性有机硅改性剂混合均匀，再在高剪切均质机的剪切下滴加去离子水，反应15～30分钟。
[0033] 采用相反转乳化化对亲水改性醇酸树脂进行有机硅改性及乳化，容易得到均一稳定的乳液。
[0034] 进一步优选的，步骤(3)中，高剪切均质机的剪切速度为3000～5000r/min。
[0035] 所述的两亲性有机硅改性剂为含氢硅油和环氧聚醚等单体通过硅氢加成的方法得到，其制备方法如下：
[0036] (i)在氮气保护下，将含氢硅油和烯丙基聚氧乙烯环氧基醚加入到四氢呋喃中，搅拌均匀并升温到40～45℃，加入铂催化剂并升温至55～60℃反应2～3h；
[0037] (ii)反应结束后降温至40～45℃，加入烯丙基缩水甘油醚，补加铂催化剂后升温至55～60℃反应10～12h；
[0038] (iii)反应结束后将聚合物在40～45℃减压蒸馏，干燥后即得。
[0039] 通过在含氢硅油上接枝烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚来增加有机硅化合物的亲水性，通过调节烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚的用量比来控制最后合成的有机硅化合物的结构，作为优选，烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚的摩尔数总和等于含氢硅油的含氢单元摩尔数，烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1∶1～10；进一步优选的，烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1∶1～3；最优选的，烯丙基聚氧乙烯环氧基醚和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1∶3。
[0040] 作为优选，铂催化剂的加入量为反应体系体积的0.13～0.25％。
[0041] 通过控制反应温度为和铂催化剂用量来提高硅氢加成转化率、避免发生硅氢加成反应的过度放热和凝胶化现象。
[0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0043] 本发明的超低VOC含量的有机硅改性醇酸树脂水性乳液，其乳液粒径为20～50nm，分布在0.1左右，乳胶粒的粒径分布均匀，其体系稳定性良好，且在该有机硅改性醇酸树脂水性乳液的制备过程中无乳化剂和助溶剂的使用，大大降低了其VOC含量。
[0044] 本发明的超低VOC含量的有机硅改性醇酸树脂水性乳液作为涂料应用时，所得涂料的涂膜硬度达到2～3H，且涂膜的耐水性和耐盐水性都较好。
[0045] 本发明的有机硅改性醇酸树脂水性乳液的制备方法简单，易于实施、操作以及工业化大规模生产，具有广阔的应用前景。
