抗污染表面活性材料及其制备方法.pdf

本发明涉及一种抗污染表面活性材料及其制备方法，其制备方法是将MeSiX4-n，PhSiX4-n，Ph2SiX4-n和Me2SiX4-n，(n＝1～3，X为氯、甲氧基、乙氧基、甲基或苯基)，按比例混合后在20～40℃的条件下水解，水解结束后，经中和、放去下层废水，经浓缩成合适的固体含量，再加入三羟甲基乙烷，环氧树脂以及适量的催化剂，在140～180℃，缩聚聚合制得抗污染表面活性材料。本发明解决了车辆在行驶中沾上泥浆及污物需用大量水进行清洗，浪费水资源及环境污染问题，将该抗污染表面活性材料涂覆在车辆及装备表面，可以使被涂物体具有荷叶效应，不粘泥浆及污垢，达到节水减排的目的，优美环境。

权利要求书
1.  一种抗污染表面活性材料，其特征在于：其主要原料包括三羟甲基乙烷、环氧树脂和至少一种聚有机硅氧烷，以聚有机硅氧烷为主链，在树脂合成阶段引入具有活性不粘、增滑性能的三羟甲基乙烷和防腐性能优的环氧树脂，形成互穿网络结构的抗污染表面活性材料，其组成由下面通式表示：

其中n＝1～3；R1～R6是相同或不相同的基团，这些基团选自有机基团、羟基、烃基或氢原子。

2.  一种如权利要求1所述的抗污染表面活性材料的制备方法，其特征在于所用单体的重量百分配比为：
①MeSiX4-n        7～25％
②PhSiX4-n        50～70％
③Ph2SiX4-n       5～15％
④Me2SiX4-n       7～25％
⑤三羟甲基乙烷    5～15％
⑥环氧树脂        5～10％
式中：n＝1～3，X＝Cl氯，OMe甲氧基，OEt氧基，Me甲基，Ph苯基；所用的水解溶剂的重量百分配比为：
二甲苯            40～60％
环己酮            15～25％
乙醇              25～45％
其制备过程为：
首先将所述①～④单体按上述比例混合后压入滴加高位槽，将水解溶剂按比例加入水解釜中混合搅拌，水与单体混合物中氯的摩尔比为在5∶1～10∶1，水解中溶剂为水量的20～40wt％，接着在20～40℃搅拌情况下，将单体混合物滴加入水解釜中进行水解反应，在4～6h内完成水解，然后加碱中和至pH值为6.5～7，静置后放去下层废水，将水解产物硅醇在90～100℃条件下浓缩，再加入三羟甲基乙烷、环氧树脂和催化剂，在140～180℃的条件下回流反应，直至聚合反应结束后降温至50℃左右，取样检测、调整、过滤，即制得所述抗污染表面活性材料。

3.  如权利要求2所述的抗污染表面活性材料的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为金属或金属化合物，催化剂用量为所投原料总量的0.5～4.5wt‰。

4.  如权利要求3所述的抗污染表面活性材料的制备方法，其特征在于：所述的金属或金属化合物为铂、铑、钴、锌、锂、钛、铂、氯铂酸、环烷酸锌、环烷酸钴、异辛酸锌、异辛酸钴、环烷酸锰、四异丙基钛酸酯或二丁基锡。

说明书抗污染表面活性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于各种车辆及其它装备的抗污染表面活性材料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的日益提高，各种车辆在社会上日益增多，因此对车辆及其它设备的清洗引起了越来越多的关注，传统上的各种树脂罩光清漆，只能起到美观、保护各种车辆及其它装备的作用，但不能起到抗污染，不粘污垢及泥浆的作用，而且我国每年清洗车辆及其它装备需要消耗大量的水资源，同时在车辆保养过程中，水中含有硫、磷以及泥沙等污染物，给我国这个本来水资源不丰富的国度带来极大的浪费和环境污染，因此市场急需一种既能起美化车辆和其它装备的外观，又能起到抗污染，具有荷叶效应，不粘污物及泥浆的透明、光泽度高、防腐性能优异、能够常温自干的抗污染表面活性材料，以满足节能减排，美化环境的需求。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：解决传统的各种树脂罩光清漆不具有抗污染、不粘污垢及泥浆的作用的技术问题，本发明提供一种抗污染表面活性材料及其制备方法，该抗污染表面活性材料常温自干，将其应用于各种车辆、装备、金属构件上，具有装饰性强、抗污染、疏水、不粘污垢及泥浆的作用，节能、节水减排、优化环境。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗污染表面活性材料，其主要原料包括三羟甲基乙烷、环氧树脂和至少一种聚有机硅氧烷，以聚有机硅氧烷为主链，在树脂合成阶段引入活性不粘、增滑性能的三羟甲基乙烷和防腐性能优的环氧树脂，形成互穿网络结构的抗污染表面活性材料，其组成由下面通式表示：

其中n＝1～3；R1～R6是相同或不相同的基团，这些基团选自有机基团、羟基、烃基或氢原子。
前述的抗污染表面活性材料的制备方法，所用单体的重量百分配比为：
①MeSiX4-n      7～25％
②PhSiX4-n      50～70％
③Ph2SiX4-n     5～15％
④Me2SiX4-n     7～25％
⑤三羟甲基乙烷  5～15％
⑥环氧树脂      5～10％
式中：n＝1～3，X＝Cl氯，OMe甲氧基，OEt乙氧基，Me甲基，Ph苯基；所用的水解溶剂的重量百分配比为：
二甲苯          40～60％
环己酮          15～25％
乙醇            25～45％
其制备过程为：
首先将所述①～④单体按上述比例混合后压入滴加高位槽，将水解溶剂按比例加入水解釜中混合搅拌，水与单体混合物中氯的摩尔比为在5∶1～10∶1，水解中溶剂为水量的20～40wt％，接着在20～40℃搅拌情况下，将单体混合物滴加入水解釜中进行水解反应，在4～6h内完成水解，然后加碱中和至pH值为6.5～7，静置后放去下层废水，将水解产物硅醇在90～100℃条件下浓缩，再加入三羟甲基乙烷、环氧树脂和催化剂，在140～180℃的条件下回流反应，直至聚合反应结束后降温至50℃左右，取样检测、调整、过滤，即制得所述抗污染表面活性材料。本发明的抗污染表面活性材料，也可称作自干型不粘有机硅树脂清漆。
作为优选，所述的催化剂为金属或金属化合物，催化剂用量为所投原料总量的0.5～4.5wt‰。
作为优选，所述的金属或金属化合物为铂、铑、钴、锌、锂、钛、铂、氯铂酸、环烷酸锌、环烷酸钴、异辛酸锌、异辛酸钴、环烷酸锰、四异丙基钛酸酯或二丁基锡。
本发明的有益效果是：由于本发明是采用在20～40℃条件下，将原料单体同时进行醇解与水解，然后碱中和一次至pH值6.5-7，静置1h，放去下层少量废水，不再用水清洗，节约了大量的水资源，有利于环境保护，采用本发明的回流合成法，具有工艺简单、安全可靠、常压合成，减少了工人劳动强度，合成的抗污染表面活性材料颜色浅，分子量均匀，引用润滑性能优异的三羟甲基乙烷与防腐性能优的环氧树脂在一起聚合，从而提高了该树脂的抗污染，不粘污物与泥浆，防腐蚀的性能。
具体实施方式
本发明的抗污染表面活性材料，其主要原料包括三羟甲基乙烷、环氧树脂和至少一种聚有机硅氧烷，以聚有机硅氧烷为主链，在树脂合成阶段引入活性不粘增滑结构的，形成互穿网络结构，其组成由下面通式表示：

其中R1-R6是相同或不相同的基团，这些基团选自有机基团、羟基、烃基或氢原子。
抗污染表面活性材料的制备方法，所用单体的重量百分配比为：
实施例1：
一种抗污染表面活性材料的制备方法，
其所用单体的重量百分配比为：
①MeSiCl3         15
②PhSiCl3         60
③Ph2SiCl2        6
④Me2SiCl2        6
⑤三羟甲基乙烷    10
⑥环氧树脂        3
其所用的水解溶剂中各溶剂的重量百分配比为：
二甲苯            50
环己酮        15
乙醇          35
其制备过程为：
将上述①-④单体按比例混合后压入滴加高位槽，将水解溶剂按比例加入水解釜中混合搅拌，水与单体混合物中氯的摩尔比为5∶1～10∶1，水解中溶剂量为水量的20～40wt％，接着在搅拌情况下，将单体混合物滴加入水解釜中，进行水解反应，在46h内完成水解反应，然后加碱中和至pH值6.5～7，静置1h，放去下层废水，将水解物硅醇在90～100℃条件下，浓缩至所需固体含量，再加入三羟甲基乙烷、环氧树脂、加入所投原料总量的3wt‰的环烷酸锌，在140～180℃的条件下，回流聚合反应，直至聚合反应结束，降温至50℃左右，取样检测、调整、过滤，即制得所需抗污染表面活性材料。
实施例2
一种抗污染表面活性材料的制备方法，
其所用单体的重量百分配比为：
①MeSiCl3      23
②PhSiCl3      56
③Ph2SiCl2     8
④Me2SiCl2     3
⑤三羟甲基乙烷 7
⑥环氧树脂     3
其所用的水解溶剂中各溶剂的重量百分配比为：
二甲苯         45
环己酮         15
乙醇           40
其制备过程为：
将上述①-④单体按比例混合后压入滴加高位槽，将水解溶剂按比例加入水解釜中混合搅拌，水与单体混合物中氯的摩尔比为6∶1～10∶1，水解中溶剂量为水量的20～40wt％，接着在搅拌情况下，将单体混合物滴加入水解釜中，进行水解反应，在4-6h内完成水解反应，然后加碱中和至pH值6.5～7，静置1h，放去下层废水，将水解物硅醇在90～100℃条件下，浓缩至所需固体含量，再加入三羟甲基乙烷、环氧树脂、加入所投原料总量的2wt‰的异酸锌及1wt‰的二丁基锡混合物催化剂，在140～180℃的条件下，回流聚合反应，直至聚合反应结束，降温至50℃左右，取样检测、调整、过滤，即制得所需抗污染表面活性材料。
本发明的抗污染表面活性材料(自干型不粘有机硅树脂清漆)的主要技术指标如下：
1.外观：无色至淡黄色透明液体，无机械杂质；
2.附着力(划圈法)级≤2；
3.耐汽油性(浸入200#汽油中1h)不起泡，不软化；
4.光泽(60°)单位值≥90；
5.干燥时间(表干)h≤6(实干)h≤48；
6.抗污染性a，％≥用泥浆颗粒扫除率表示≥98。
本发明抗污染表面活性材料(自干型不粘有机硅树脂清漆)，主要应用于各种汽车、摩托车、火车、军用装备等方面做表面涂层，具有优异的装饰性、疏水性、耐紫外线、防腐、不粘污物及泥浆颗粒。