[发明专利]一种含氟聚丙烯酸酯/双尺寸纳米SiO2复合乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合乳液的制备技术领域，特别涉及一种含氟聚丙烯酸酯/双尺寸纳米SiO₂复合乳液的制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂因其粘着力强，涂膜平整光亮、耐曲挠、结构稳定且耐老化，并具有价廉、安全、不燃、无毒、环境污染小等优点被广泛使用，但其分子链上较多的亲水性基团及分子链的线性结构造成该类树脂存在着耐水、耐溶剂性差等缺陷。

含氟聚合物具有疏水疏油、低表面能、耐热稳定、低介电常数的特性，将有机氟引入丙烯酸树脂制备含氟聚丙烯酸酯，可使树脂具有良好的耐水、耐溶剂性。

纳米SiO₂作为一种生物相容性较好的无机材料，添加到有机基材中可对材料起到增强增韧的效果，同时也可提高材料的耐水、耐溶剂性。目前，已有一些研究者将纳米SiO₂引入乳液聚合中制备聚丙烯酸酯/纳米SiO₂乳液。

有关将纳米SiO₂和有机氟同时引入乳液聚合中制备含氟聚丙烯酸酯/纳米SiO₂复合乳液的研究也有报道，制得的乳液涂膜虽具疏水性，但却未达到超疏水的效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种含氟聚丙烯酸酯/双尺寸纳米SiO₂复合乳液的制备方法，利用双尺寸纳米SiO₂构筑表面粗糙度，有机氟和长链有机硅降低表面自由能，从而赋予织物超疏水性能，同时解决丙烯酸树脂耐水、耐溶剂性差的缺陷。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含氟聚丙烯酸酯/双尺寸纳米SiO₂复合乳液的制备方法，包括以下步骤：

第一步，小粒径SiO₂的制备及改性：在50℃-60℃的三口烧瓶A中加入30mL氨水和600mL乙醇，搅拌20min，滴加90mL溶有30-50mL正硅酸乙酯的乙醇溶液，恒温反应5h，形成小粒径SiO₂的醇溶胶，然后向其中滴加20mL溶有3-5mL氨基烷氧基硅烷的乙醇溶液，恒温反应12h，经离心，洗涤，干燥形成改性小粒径SiO₂，

所述的氨基烷氧基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)- γ-氨丙基二甲氧基硅烷或γ-氨乙基丙基三甲氧基硅烷；

第二步，大粒径SiO₂的制备及改性：将50mL去离子水、35-70mL氨水和500-600mL溶剂加入三口烧瓶B，室温搅拌30min，加入28mL正硅酸乙酯，反应6h，经离心，洗涤，干燥形成大粒径SiO₂，然后将10g大粒径SiO₂与100mL甲苯加入60℃三口烧瓶C中，滴加100mL溶有7-15mL环氧烷氧基硅烷的甲苯溶液，恒温反应24h，经离心，洗涤，干燥形成改性大粒径SiO₂，

所述的溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、体积比为1:1的甲醇-异丙醇混合液或体积比为1:1的乙醇-异丙醇混合液；所述的环氧烷氧基硅烷为γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷或γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三乙氧基硅烷；

第三步，S_双的制备及改性：将90mL分散有2-10g改性大粒径SiO₂的乙醇分散液加入三口烧瓶D中，滴加100mL分散有1-20g改性小粒径SiO₂的乙醇分散液，反应24h，经离心，洗涤，干燥形成S_双，取4-6g S_双、25mL去离子水、5mL氨水和160mL乙醇加入50℃三口烧瓶E中，搅拌30min，加入2-4mL改性剂，恒温反应12h，升温至80℃反应2h，经离心，洗涤，干燥形成改性S_双，

所述的改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；