多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機高分子化合物，特別涉及一種多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的裝潢涂料種類很多，隨著現(xiàn)代人認(rèn)知水平和生活水平的提高，對家裝環(huán)保 要求越來越高。但是現(xiàn)有的環(huán)保型涂料效果差，難以推廣。
[0003] 現(xiàn)有的涂料樹脂基本上是以聚氨酯、聚丙烯酸酯等有機聚合物為主導(dǎo)，要實現(xiàn)溶 液的水性化。通常的做法是，在上述的有機聚合物分子鏈上引入氨基、醚基等親水性基團， 使之形成W/0或0/W膠束，把油相物質(zhì)分散性到水相乳液中。而為了保證相當(dāng)?shù)墓毯坎⒖?制乳液的粘度，聚合物往往需要形成線性分子鏈。此外，溶劑型的固化體系在水相中難以作 用;膠束對交聯(lián)形成一定的阻障；親水基團殘留在漆膜中，因此，硬度和豐滿度以及耐水性 乃至涂膜質(zhì)感，均達不到溶劑型涂料的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體及其制備方法，至少能夠 解決上述問題之一。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多支鏈高活性水性樹脂預(yù) 聚體，預(yù)聚體的通式為：
[0006]
[0007] 其中，V表示一價疏水基團，Μ表示金屬性元素，n、m為自然數(shù)。
[0008] 在一些實施方式中，f表示烴基、鹵代烴、硝基-N〇2、酯基-C00-，M表示C、Sn、Si、 Ti、ZrSGe。
[0009] 在一些實施方式中，n = 4。
[0010] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體的合成方法，包括以 下步驟：
[0011]將初始單元素縮聚為帶羥基的鏈狀聚合物，其中，m為自然數(shù)，R'均表示一價疏水 基團；
[0012]
[0013] 將初始單元素縮聚為帶短支鏈的鏈狀聚合物，反應(yīng)式為：
[0014]
[0015] 在一些實施方式中，還包括步驟:將金屬醇鹽水解形成初始單元，反應(yīng)式為：
[0016] RKOHVi+x^O-fiKOlOn-i+x R-OH，其中，x = n_l，R和 V 均表示一價疏水基團；
[0017] 在一些實施方式中，將帶羥基的鏈狀聚合物和帶短支鏈的鏈狀聚合物縮聚獲得多 支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體，反應(yīng)式為： 「00181
[0019] 在一些實施方式中，多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體的合成方法，具體步驟如下：
[0020] 原料準(zhǔn)備：甲基三乙氧基硅烷與二甲基二乙氧基硅烷的摩爾比為1~1.4:1，十二 醇與甲基三甲氧基硅烷的摩爾比為0.8~0.95:1，去離子水與甲基三乙氧基硅烷的摩爾比 為1.2~1.8:1，催化劑A為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.6%，催化劑B為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.8%，其中催 化劑A和催化劑B均為有機金屬類催化劑；
[0021] 縮聚反應(yīng):按上述原料比例，把兩種硅烷和催化劑A加入四口瓶中，攪拌加溫至75 °C，滴入離子水，20分鐘滴完，85°C回流反應(yīng)兩小時，85°C蒸出乙醇，然后，加入催化劑B和十 二醇，加溫至130°C，回流2~4小時，得到多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體。
[0022] 在一些實施方式中，多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體的合成方法，具體步驟如下： [0023] 原料準(zhǔn)備：甲基三乙氧基硅烷與二甲基二乙氧基硅烷的摩爾比為1.2:1，十二醇與 甲基三甲氧基硅烷的摩爾比為0.9:1，去離子水與甲基三乙氧基硅烷的摩爾比為1.6:1，催 化劑A為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.6%，催化劑B為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.8% ;
[0024] 縮聚反應(yīng):按上述原料比例，把兩種硅烷和催化劑A加入四口瓶中，攪拌加溫至75 °C，滴入離子水，20分鐘滴完，85°C回流反應(yīng)兩小時，85°C蒸出乙醇，然后，加入催化劑B和十 二醇，加溫至130°C，回流3小時，得到多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體。
[0025]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的多支鏈高活性水性樹脂在交聯(lián)固化過程中，羥基 隨著脫水縮聚而消失，最終形成硬度、豐滿度極高的耐水膜層。該預(yù)聚體的高活性羥基能在 常溫、且無催化劑作用下自行脫水縮聚，交聯(lián)成膜，適宜制作以木器漆為主的各類水性涂 料。該預(yù)聚體的合成方法步驟簡單，反應(yīng)條件易控制，對設(shè)備要求低，有效降低生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0026] 下面對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0027] 本發(fā)明的多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體，預(yù)聚體為線狀聚合物，其通式為：
[0028]
[0029] 其中，f表示一價疏水基團，例如烴基、鹵代烴、硝基-N02、酯基-COO-;Μ表示金屬 性元素，C、Sn、Si、Ti、Zr或Ge; m為自然數(shù)，η = 4。酯基-C00-為酯基-C00-酯或酯基-C00-油脂
[0030] 上述多支鏈高活性水性樹脂預(yù)聚體的合成方法，包括以下步驟：
[0031] a、將金屬醇鹽水解形成初始單元，反應(yīng)式為：
[0032] R^OlOn-i+x R-OH，其中，x = n_l，R和V 均表示一價疏水基團， Μ表示金屬性元素；
[0033] b、將初始單元素縮聚為帶羥基的鏈狀聚合物，其中，m為自然數(shù)，
[0034]
[0035] c、將初始單元素縮聚為帶短支鏈的鏈狀聚合物，反應(yīng)式為：
[0036]
[0037] d、將帶羥基的鏈狀聚合物和帶短支鏈的鏈狀聚合物縮聚獲得多支鏈高活性水性 樹脂預(yù)聚體，反應(yīng)式為：
[0038]
[0039] 具體地，上述預(yù)聚體的合成方法為：
[0040] 原料準(zhǔn)備：甲基三乙氧基硅烷與二甲基二乙氧基硅烷的摩爾比為1~1.4:1，十二 醇與甲基三甲氧基硅烷的摩爾比為0.8~0.95:1，去離子水與甲基三乙氧基硅烷的摩爾比 為1.2~1.8:1，催化劑A為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.6%，催化劑B為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.8%，其中催 化劑A和催化劑B均為有機金屬類催化劑；
[0041] 縮聚反應(yīng):按上述原料比例，把兩種硅烷和催化劑A加入四口瓶中，攪拌加溫至75 °C，滴入離子水，20分鐘滴完，85°C回流反應(yīng)兩小時，85°C蒸出乙醇，然后，加入催化劑B和十 二醇，加溫至130°C，回流2~4小時，得