[发明专利]一种无毒长效低表面能防污树脂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：按质量份数计，该树脂的组分如下：

纳米粒子10-30份；乙醇50-100份；有机硅偶联剂10-50份；水2-9份；盐酸0.1-1.0份；丙烯酸单体30-60份；引发剂0.01-1.0份；有机溶剂20-100份。

2.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的一种或一种以上，纳米粒子的粒度为50-200nm。

3.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：有机硅偶联剂为丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷一种或一种以上。

4.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：丙烯酸单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或一种以上。

5.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：引发剂为偶氮类化合物或乙酸酯类化合物。

6.按照权利要求5所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：偶氮类化合物为偶氮-二异丁氰，乙酸酯类化合物为过苯甲酸叔丁酯或过辛酸叔丁酯。

7.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂，其特征在于：有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、丙酮、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇丙醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、环己酮、甲基乙基酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲基异丙基甲酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃中的一种或一种以上。

8.按照权利要求1-7之一所述的无毒长效低表面能防污树脂的制备方法，其特征在于，先将纳米粒子用有机硅偶联剂进行预处理，然后将有机硅偶联剂进行水解，再将水解物得到的有机硅低聚物与丙烯酸单体进行聚合反应，包括如下步骤：

1）纳米粒子的预处理

将纳米粒子、乙醇倒入反应釜中，搅拌均匀后，开始滴加有机硅偶联剂，使形成以纳米粒子为核，有机硅偶联剂为壳的混合溶液，然后倒入砂磨机中加入锆珠或玻璃珠进行研磨，最终形成以有机硅偶联剂包覆的纳米粒子的纳米浆；

2）纳米粒子有机硅低聚物的制备

将上述溶液加入反应釜中，开启搅拌；并向反应釜内滴加由去离子水、盐酸组成的混合液体，滴加完毕后，继续搅拌20-30分钟，然后升温至回流温度，使其在回流状态下反应2-4小时，然后在真空条件下脱除有机溶剂，即得到以纳米粒子为核的有机硅低聚物；

3）纳米粒子有机硅改性丙烯酸树脂的制备

按质量份数取有机硅低聚物5-30份，将纳米粒子有机硅低聚物、丙烯酸单体、引发剂、有机溶剂混合均匀，形成混合液；将1/4质量的混合液倒入反应釜，另3/4质量的混合液倒入滴液漏斗中；将反应釜升温至100℃，开始滴加，滴加后升温至130℃，保持2-5小时后，冷却至50℃以下出料，获得无毒长效低表面能防污树脂。

9.按照权利要求8所述的无毒长效低表面能防污树脂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，有机硅偶联剂滴加时间控制在20-30分钟；步骤2）中，去离子水、盐酸组成的混合液体，滴加时间控制在20-30分钟；步骤3）中，混合液滴加时间控制在1-1.5h。

10.按照权利要求1所述的无毒长效低表面能防污树脂的应用，其特征在于，该防污树脂在使用时，加入固化剂和催化剂进行充分反应，形成低表面能防污涂料；催化剂为二月桂酸二丁基锡或硫酸亚锡中的一种，催化剂用量为所述防污树脂的0.01-0.1wt%，固化剂为多异氰酸酯类化合物，多异氰酸酯类化合物与所述防污树脂的摩尔比按NCO/OH=1.0-2.0。