一种耐候耐温无机硅酮胶色浆及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐候耐温无机硅酮胶色浆及其制备方法和应用。


背景技术：

2.传统的户外建筑用结构硅酮胶色浆使用的有机颜料(如双偶氮联苯胺黄py13、双偶氮联苯胺黄py83、单偶氮颜料红f3rk、单偶氮颜料红f5rk、酞青蓝pb15：3以及酞青绿pg7)，在户外使用过程中经常出现变色的情况，导致建筑幕墙外墙与玻璃胶颜色不一致，而且导致建筑用结构硅酮胶的力学性能变差。随着超高建筑的不断兴起，建筑用结构硅酮胶的使用环境更加复杂，高处的建筑用结构硅酮胶难以及时维护，对建筑用结构硅酮胶的耐久性提出了更高的要求。
3.建筑用结构硅酮胶是建筑行业重要的粘结材料，现有的有机颜料、铁红、铁黄、铬黄户外使用耐久性较差，配制的颜色容易在紫外光、红外光、臭氧等化学物质的作用下发生变色，耐候耐温性能差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐候耐温无机硅酮胶色浆，具有耐候性能和耐温性能优良、不易褪色变色的特点。
5.为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种耐候耐温无机硅酮胶色浆，包括以下质量份数的组分：
7.硅酮树脂40～50份，
8.复合无机颜料40～60份，
9.增塑剂10～15份，
10.润湿剂5～7份，
11.分散剂2～5份，
12.硅烷偶联剂0.5～1份；
13.所述复合无机颜料包括钛铬颜料、钛镍颜料和钴系颜料中的一种或多种；
14.所述硅酮树脂包括二羟基聚硅氧烷和/或十二甲基环六硅氧烷。
15.优选的，所述钛铬颜料包括钛铬棕、钛铬黄中的一种或多种；
16.所述钛镍颜料包括钛镍黄；
17.所述钴系颜料包括钴铬蓝、钴钛绿中的一种或多种。
18.优选的，所述二羟基聚硅氧烷的平均分子量为3000～5000，二羟基聚硅氧烷的相对分子量中羟基含量为2～4％；
19.所述十二甲基环六硅氧烷的分子量为50～500。
20.优选的，所述增塑剂包括聚二甲基硅氧烷。
21.优选的，所述润湿剂包括改性三硅氧烷、乙氧基丙基聚二甲基硅氧烷、烷基改性四
硅氧烷、氨丙基三乙基硅氧烷。
22.优选的，所述分散剂包括改性硅氧烷。
23.优选的，所述硅烷偶联剂包括丙基三甲氧基硅烷和/或缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
24.优选的，所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的细度≤25μm。
25.本发明还提供了上述技术方案所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的制备方法，包括以下步骤：
26.将硅酮树脂和硅烷偶联剂混合，将所得第一混合料、增塑剂和分散剂混合，得到树脂基料；
27.将复合无机颜料和润湿剂混合，得到第二混合料；
28.将所述树脂基料和第二混合料依次进行研磨和脱水，得到所述耐候耐温无机硅酮胶色浆。
29.本发明还提供了上述技术方案所述耐候耐温无机硅酮胶色浆或上述技术方案所述制备方法得到的耐候耐温无机硅酮胶色浆在建筑用玻璃胶中的应用。
30.本发明提供了一种耐候耐温无机硅酮胶色浆，包括以下质量份数的组分：硅酮树脂40～50份，复合无机颜料40～60份，增塑剂10～15份，润湿剂5～7份，分散剂2～5份，硅烷偶联剂0.5～1份；所述复合无机颜料包括钛铬颜料、钛镍颜料和钴系颜料中的一种或多种。在本发明中，所述硅酮树脂包括二羟基聚硅氧烷和/或十二甲基环六硅氧烷，配合硅烷偶联剂和分散剂，亲颜料的基团羧基或长链烷氧基和树脂相容段相互配合，亲颜料的基团吸附在复合无机颜料表面，使复合无机颜料周围形成空间位阻，阻止复合无机颜料絮凝，从而达到稳定分散的作用，提高了复合无机颜料分散均匀性；复合无机颜料包括钛铬颜料、钛镍颜料和钴系颜料中的一种或多种，在高温(110～120℃)下形成稳定的共晶固溶体，呈化学惰性，不会产生析出及游离金属离子，耐酸碱、耐高温、耐候性能优良，改善了耐候耐温无机硅酮胶色浆的户外使用易变色易褪色问题，能够吸收和散射波长200～400nm波段紫外光，提高耐候耐温无机硅酮胶色浆的耐光老化性能；由于硅酮树脂分子是易绕曲的螺旋状结构，温度升高时增加了平均分子间的距离，螺旋扩展的结构又可降低分子间的距离，螺旋的伸展与收缩，可以缓解温度的影响，从而具有优异的耐温变性，已知太阳光谱分布的波长都在300nm以上，硅酮树脂中的si-o键很稳定，难以产生由紫外线引起的自由基反应，不易发生氧化反应，具有优良的耐候性；无机复合颜料由于采用了金属氧化物，是经过高温950℃以上高温固化反应而成，化学结构牢固，同时具有近红外反射率，将复合无机颜料和硅酮树脂配合在一起提高了无机硅酮胶色浆的红外反射能力，进而提高了无机硅酮胶色浆的耐温、耐候性能。
31.实验结果表明，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆力学性能优良，且具有优异的耐温耐候性能，不易褪色、变色。
具体实施方式
32.本发明提供了一种耐候耐温无机硅酮胶色浆，包括以下质量份数的组分：
33.硅酮树脂40～50份，
34.复合无机颜料40～60份，
35.增塑剂10～15份，
36.润湿剂5～7份，
37.分散剂2～5份，
38.硅烷偶联剂0.5～1份；
39.所述复合无机颜料包括钛铬颜料、钛镍颜料和钴系颜料中的一种或多种；
40.所述硅酮树脂包括二羟基聚硅氧烷和/或十二甲基环六硅氧烷。
41.在本发明中，若无特殊说明，所述各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
42.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括40～50份硅酮树脂，优选为42～48份，更优选为44～46份。在本发明中，所述硅酮树脂包括二羟基聚硅氧烷和/或十二甲基环六硅氧烷。在本发明中，所述二羟基聚硅氧烷的平均分子量优选为3000～5000；二羟基聚硅氧烷的相对分子量中羟基含量优选为2～4％，更优选为2.5～3.5％。
43.在本发明中，所述二羟基聚硅氧烷优选为市售购买或自主制备。在本发明中，所述二羟基聚硅氧烷的制备方法优选包括以下步骤：将二甲基二氯硅烷依次进行水解和脱水，将所得水解产物在催化剂条件下进行高温开环聚合，得到所述二羟基聚硅氧烷。在本发明中，所述催化剂优选为氢氧化锂。
44.在本发明中，所述十二甲基环六硅氧烷的分子量优选为50～500。
45.在本发明中，所述十二甲基环六硅氧烷优选为市售购买或自主制备。在本发明中，所述十二甲基环六硅氧烷的制备方法优选为：将环己硅氧烷环五硅氧烷依次进行开环催化、水解和缩合，脱除产生的水份，得到所述十二甲基环六硅氧烷。
46.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括40～60份复合无机颜料，优选为43～57份，跟更优选为45～55份。在本发明中，所述复合无机颜料包括钛铬颜料、钛镍颜料和钴系颜料中的一种或多种。在本发明中，所述钛铬颜料优选包括钛铬棕、钛铬黄中的一种或多种。在本发明中，所述钛镍颜料优选包括钛镍黄。在本发明中，所述钴系颜料优选包括钴铬蓝、钴钛绿中的一种或多种。
47.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括10～15份增塑剂，优选为11～14份，更优选为11.5～13.5份。在本发明中，所述增塑剂优选包括聚二甲基硅氧烷。
48.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括5～7份润湿剂，优选为5.2～6.8份，更优选为5.5～6.5份。在本发明中，所述润湿剂优选包括改性三硅氧烷、乙氧基丙基聚二甲基硅氧烷、烷基改性四硅氧烷、氨丙基三乙基硅氧烷。在本发明中，所述改性三硅氧烷优选为由改性物质对三硅氧烷进行改性得到；所述改性物质优选包括乙氧基丙基。
49.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括2～5份分散剂，优选为2.5～4.5份，更优选为3～4份。在本发明中，所述分散剂优选包括改性硅氧烷。在本发明中，所述改性硅氧烷优选为由改性物质对硅氧烷进行改性得到；所述改性物质优选包括乙氧基丙基。
50.以质量份计，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆包括0.5～1份硅烷偶联剂，优选为0.6～0.9份，更优选为0.7～0.8份。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选包括丙基三甲氧基硅烷和/或缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。在本发明的实施例中，所述硅烷偶联剂优选为日本信越化学工业株式会社的kbm-3033。
51.在本发明中，所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的细度优选≤25μm。
52.本发明还提供了上述技术方案所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的制备方法，包括以下步骤：
53.将硅酮树脂和硅烷偶联剂混合，将所得第一混合料、增塑剂和分散剂混合，得到树脂基料；
54.将复合无机颜料和润湿剂混合，得到第二混合料；
55.将所述树脂基料和第二混合料依次进行研磨和脱水，得到所述耐候耐温无机硅酮胶色浆。
56.在本发明中，所述制备方法中的各组分与上述技术方案所述耐候耐温无机硅酮胶色浆中的各组分一致，在此不再赘述。
57.本发明将硅酮树脂和硅烷偶联剂混合，将所得第一混合料、增塑剂和分散剂混合，得到树脂基料。
58.所述硅酮树脂和硅烷偶联剂混合前，本发明优选将所述硅酮树脂进行预热；所述预热的温度优选为100～120℃，更优选为105～115℃。在本发明中，所述硅酮树脂和硅烷偶联剂的混合优选为搅拌；所述搅拌的速率优选为600～800rpm，更优选为650～750rpm；时间优选为1.5～2.5h，更优选为1.7～2.3h。
59.在本发明中，所述第一混合料、增塑剂和分散剂的混合优选为搅拌；所述搅拌的速率优选为600～800rpm，更优选为650～750rpm；时间优选为30～40min，更优选为32～38min。
60.本发明将复合无机颜料和润湿剂混合，得到第二混合料。
61.在本发明中，所述复合无机颜料和润湿剂的混合优选为在搅拌条件下向如何无机颜料中加入润湿剂，所述润滑剂的加入形式为喷雾。本发明以喷雾的形式向复合无机颜料中加入润湿剂，是润湿剂表面的亲和离子基团与颜料结合，使复合无机颜料在再分散过程中为稳定状态。
62.得到树脂基料和第二混合料后，本发明将所述树脂基料和第二混合料依次进行研磨和脱水，得到所述耐候耐温无机硅酮胶色浆。
63.所述研磨前，本发明优选还包括：将所述树脂基料和第二混合料混合分散。在本发明中，所述混合分散优选为将所述第二混合料加入树脂基料中，进行搅拌；所述搅拌的速率优选为800～1200rpm，更优选为850～1150rpm；时间优选为90min。
64.在本发明中，所述研磨的设备优选为三辊机。在本发明中，所述研磨以保证所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的细度≤25μm为准。
65.在本发明中，所述耐候耐温无机硅酮胶色浆的含水率优选≤500ppm。在本发明中，所述脱水优选为抽真空脱水。在本发明中，所述抽真空脱水的真空度优选为-0.08～-0.1mpa，更优选为-0.09～-0.1mpa；温度优选为100～150℃，更优选为105～145℃；时间优选为3～4h，更优选为3.5～4h。在本发明中，所述抽真空脱水优选在双行星搅拌条件下进行。在本发明中，所述双行星搅拌中公转转速优选为45～55rpm，更优选为47～53rpm；自转转速优选为200～300rpm，更优选为220～280rpm。
66.本发明还提供了上述技术方案所述耐候耐温无机硅酮胶色浆或上述技术方案所述制备方法得到的耐候耐温无机硅酮胶色浆在建筑用玻璃胶中的应用。
67.本发明对所述应用没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的色浆在建筑用玻璃胶中的应用即可。
68.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
69.实施例所用试剂均为市售。
70.硅酮树脂：二羟基聚硅氧烷，自主制备；十二甲基环六硅氧烷，自主制备；
71.复合无机颜料：钛镍颜料为钛镍黄py53，由basf公司购得；钛铬颜料为钛铬棕pb24，由heubach公司购得；钴蓝pb28，由美国薛特公司购得；
72.增塑剂：pmx-50，由dow corning购得；
73.润湿剂：w-240，evonik购得；
74.分散剂：z-3238，由dow corning购得；
75.硅烷偶联剂：丙基三甲氧基硅烷偶联剂，kbm-3033，由日本信越化学工业株式会社购得。
76.实施例1～3
77.按照表1物质用量进行耐候耐温无机硅酮胶色浆的制备：
78.将硅烷偶联剂和硅酮树脂预热到80℃的硅酮树脂于100rpm转速下搅拌2h，将所得第一混合料、增塑剂和分散剂于120rpm转速下搅拌30min，得到树脂基料；
79.以喷雾的形式向搅拌的复合无机颜料中加入润湿剂，得到第二混合料；
80.将所述树脂基料和第二混合料在150rpm转速下搅拌90min，将所得的混合体系研磨至细度≤25μm，抽真空脱水至含水率优选≤500ppm，得到所述耐候耐温无机硅酮胶色浆。
81.表1实施例1～3组分用量表(wt.％)
[0082][0083][0084]
对比例1
[0085]
市售色浆，组成为：holland colous company,holcosil lsryellow 287.4028。
[0086]
实施例1～3均制备三批次，分别进行测试，取平均值，测试对比例1；测试方法为：
[0087]
表干时间：gb/t13477.5-2002；
[0088]
挥发份：hg/t 2366-2015，150℃烘烤2h；
[0089]
力学性能：gb/t13477.8-2002，测试伸长率、拉伸模量和粘度；
[0090]
耐候性：参考jc/t 485-2007，氙灯老化仪1000h无明显变化；
[0091]
老化性能：gb16776-2015，其中，湿度老化条件为46～50℃、95％湿度、500h；热老化条件为120℃、500h。
[0092]
实施例1～3和对比例1所得测试结果见表2。
[0093]
表2实施例1～3和对比例1测试结果
[0094][0095][0096]
由表1可见，本发明提供的耐候耐温无机硅酮胶色浆力学性能优良，且具有优异的耐温耐候性能，不易褪色、变色。
[0097]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。