一種納米二氧化硅/含有醇羥基聚(甲基)丙烯酸酯涂料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米二氧化硅涂料，涂覆在玻璃和建筑物表面有防水、防劃傷和保護 表面的作用。
【背景技術】
[0002] 納米顆粒具有較大的比表面積和較高的表面活性，與聚合物混合后，容易產生較 強的物理或化學作用，起到增加混合物硬度和強度的作用，同時又彌補了納米顆粒自身與 基質表面粘接力相對弱的缺點。因此，納米顆粒被廣泛應用于聚合物的改性當中。但是，由 于聚合物的極性相對差，使得納米二氧化硅顆粒與聚合物的相容性比較差，納米顆粒容易 團聚而影響了改性效果。
[0003] 目前主要是采用含有硅烷的偶聯(lián)劑對納米粒子表面進行改性以增加納米顆粒 與聚合物的共容性。CN200910088026. 5闡述了用納米二氧化硅顆粒通過擠出成型法改 性聚苯醚；CN201210230325.X采用了偶聯(lián)劑在納米二氧化硅與聚合物之間引入了化學 鍵來增加共容性，然后用這種材料來進一步改性環(huán)氧樹脂；CN200680013072. 3采用二 氧化硅通過高溫來生產特種橡膠；CN201310190567. 5公開納米復合汽車面漆，采用納米 二氧化硅作來提供抗老化和力學性能，組分中包含鈦酸酯偶聯(lián)劑，來增強組分間的作用 力；CN201110215930. 5提供了疏水型納米復合汽車面漆，將納米二氧化硅分散到聚丙烯 酸中；分散過程中使用了帶有反應基團的分散劑；CN200610117309.4公開了納米顆粒增 強聚氨酯，并使用了三聚氰胺類交聯(lián)劑；CN201010524511. 5闡述了納米二氧化硅/聚丙 烯酸酯乳液的制備方法，并加入了含有硅氧烷的偶聯(lián)劑來增加各個組分之間的作用力； CN03117780. 8公開了聚丙烯酸酯/二氧化硅復合粒子的制備方法，專利中使用了硅烷偶聯(lián) 劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。
[0004] 上述專利在使用納米二氧化硅顆粒過程中均使用偶聯(lián)劑，或需要高溫反應，或需 要多步生產工藝，工藝復雜，而且由于偶聯(lián)劑不可避免的形成化學鍵，產生化學交聯(lián)結構， 使得涂料從基質表面清除困難。
[0005] 因此，急需開發(fā)一種納米二氧化硅/聚合物涂料，生產工藝簡單，配方穩(wěn)定，硬度 高，粘接力強，而且不添加任何偶聯(lián)劑或交聯(lián)劑。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明開發(fā)出了一種能廣泛應用各種表面，尤其是汽車、玻璃和塑料表面，保護表 面，防水，與表面附著力強，使用方便，清除方便。
[0007] 本發(fā)明提供了一種納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料，其特征 在于該涂料包括以下組分：
[0008] 納米二氧化硅顆粒來自于二氧化硅溶膠，為無離子型硅溶膠、酸性硅溶膠、醇類硅 溶膠或以硅為主體的復合型硅溶膠的一種或幾種的組合，優(yōu)選無離子型硅溶膠和醇類硅溶 膠；
[0009] 含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯如結構式I所示：
[0010]
[0011] 其中R為亞乙基，亞丙基，或亞丁基，優(yōu)選亞乙基和亞丙基，最優(yōu)選亞乙基；R1為甲 基，乙基，丙基，丁基或己基，優(yōu)選乙基和丙基，最優(yōu)選乙基；R 2和R3為氧或甲基，優(yōu)選氧；m 為10-200之間的整數(shù)，η為200-4000之間的整數(shù)，m/n介于5-35%之間，優(yōu)選5-25% ;上 述含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯的用量在1-15質量％之間，優(yōu)選5-15質量％ ;
[0012] 香精為油溶性工業(yè)香精，用量為0. 1-1質量％ ;
[0013] 溶劑為甲醇，乙醇，異丙醇，丙醇，丁醇，丙二醇，丙酮或乙酸丁酯的一種或幾種混 合物；其中優(yōu)選乙醇和異丙醇。
[0014] 本發(fā)明公開的納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料的制備方法如 下：先采用溶液法合成含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯，然后加入適量的硅溶膠、香精及溶 劑即制得成功。納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料的制備工藝簡單，未 使用偶聯(lián)劑或交聯(lián)劑，涂料長期儲存穩(wěn)定，硬度高，粘接持久，防水而且日后清除容易。技術 原理為在溶劑揮發(fā)過程中，硅溶膠以聚合物中的極性醇羥基為凝結核聚集，大大提高了二 氧化硅納米顆粒與聚合物的作用力；因為聚合物與納米二氧化硅之間沒有化學鍵，使得所 形成的涂層能被醇類有機溶劑溶脹，得到徹底清除。 實施例
[0015] 以下，基于實施例對本發(fā)明進行具體說明，但這些實施例只是本發(fā)明的例示，本發(fā) 明并不限于這些實施例。
[0016] 實施例1
[0017] 將IOg丙烯酸乙酯和I. 3g丙烯酸羥乙酯溶于100mL無水乙醇中，在氮氣保護下加 入100毫克偶氮二異丁腈，在65°C下反應36小時，得到平均分子量為72000g/mol聚丙烯酸 乙酯-丙烯酸羥乙酯。
[0018] 實施例2
[0019] 將IOg丙烯酸乙酯和I. 3g丙烯酸羥丙酯溶于100mL無水乙醇中，在氮氣保護下加 入100毫克偶氮二異丁腈，在65°c下反應36小時，得到平均分子量為58000g/mol聚丙烯酸 乙酯-丙烯酸羥丙酯。
[0020] 實施例3
[0021] 取適量酸性乙醇類硅溶膠，溶于無水乙醇中，制得納米二氧化硅濃度為10質量％ 的溶液l〇〇ml，然后加入3g實施例1制得的聚合物，0. 2g蘋果香精，均勻攪拌30分鐘即制 得了納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料。
[0022] 取上述0. 5ml上述涂料，均勻涂覆在IOOcm2的干凈車漆上，正常室溫下5天后測 試涂層表面的接觸角為82°，按照ASTMD3363鉛筆硬度測試法測試表面硬度為4H。測試完 畢后用蘸有酒精的無紡布很容易將涂層清除干凈。
[0023] 實施例4
[0024] 取適量酸性異丙醇類硅溶膠，溶于無水異丙醇醇中，制得納米二氧化硅濃度為10 質量％的溶液l〇〇ml，然后加入3g實施例2制得的聚合物，0. 2g蘋果香精，均勻攪拌30分 鐘即制得了納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料。
[0025] 取上述0. 5ml上述涂料，均勻涂覆在IOOcm2的干凈車漆上，正常室溫下5天后測 試涂層表面的接觸角為84°，按照ASTMD3363鉛筆硬度測試法測試表面硬度為3H。測試完 畢后用蘸有異丙醇的無紡布很容易將涂層清除干凈。
【主權項】
1. 一種納米二氧化硅/含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯涂料，包括以下組分：納米二 氧化硅5-45質量％，含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯1-15質量％，香精0. 1-1質量％，余 量為溶劑。2. 權利要求1的涂料，其中納米二氧化硅顆粒來自于二氧化硅溶膠，為無離子型硅溶 膠、酸性硅溶膠、醇類硅溶膠或以硅為主體的復合型硅溶膠的一種或幾種的組合，優(yōu)選無離 子型硅溶膠和醇類硅溶膠。3. 權利要求1~2的涂料，其中二氧化硅溶膠優(yōu)選無離子型硅溶膠和醇類硅溶膠。4. 權利要求1~3的涂料，其中納米二氧化硅的優(yōu)選用量為5-35質量％。5. 權利要求1的涂料，其中含有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯如結構式I所示：其中R為亞乙基，亞丙基，或亞丁基，R1為甲基，乙基，丙基，丁基或己基；R2和R3為氧或 甲基，優(yōu)選氫。6. 權利要求5的涂料，其中R優(yōu)選亞乙基和亞丙基，最優(yōu)選亞乙基；R1優(yōu)選乙基和丙基， 最優(yōu)選乙基。7. 權利要求5的涂料，其中m為10-200之間的整數(shù)，n為200-4000之間的整數(shù)，m/n 介于5-35%之間，優(yōu)選5-25%。8. 權利要求1~7的涂料，其中上述有醇羥基聚（甲基）丙烯酸酯的用量在1-15質 量％之間，優(yōu)選5-15質量％。9. 權利要求1的涂料，其中溶劑為甲醇，乙醇，異丙醇，丙醇，丁醇，丙二醇，丙酮或乙酸 丁酯的一種或幾種混合物，優(yōu)選乙醇和異丙醇。10. 權利要求書1的涂料，其中香精為油溶性工業(yè)香精，用量為〇. 1-1質量％。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米二氧化硅/含有醇羥基聚(甲基)丙烯酸酯涂料，包括以下組分：納米二氧化硅5-45質量％，含有醇羥基聚(甲基)丙烯酸酯1-15質量％，香精0.1-1質量％，余量為溶劑。上述涂料具有生產工藝簡單，配方儲存穩(wěn)定，成膜硬度度高，與基質表面粘接持久，無交聯(lián)結構使得涂層清除容易。本發(fā)明提供的涂料可以廣泛應用于汽車、玻璃、塑料等表面防護，具有防水防劃傷等優(yōu)點。
【IPC分類】C09D133/08, C09D7/12
【公開號】CN104910744
【申請?zhí)枴緾N201410102826
【發(fā)明人】董春珍
【申請人】董春珍
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月11日