[发明专利]纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂，其特征在于，该硬化剂包括甲、乙两种组分，其中：

(1)甲组分由硅氧烷预聚物、耐磨改性材料、稳定剂和溶剂组成；硅氧烷预聚物占总质量的比例为15～40％，耐磨改性材料占总质量比例为1.7～34.95％，稳定剂占总质量比例为0.1～3％，其余为溶剂；

所述的硅氧烷预聚物是指，由含有四官能链结的硅氧烷(A1)或含有三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种在溶剂中进行水解预聚合、或由含有四官能链结的硅氧烷(A1)或含有三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种与二官能链结的硅氧烷(A3)通过水解预聚合制备的硅烷预聚物；

含有四官能链结的硅氧烷(A1)、含有三官能链结的硅氧烷(A2)、含有二官能链结的硅氧烷(A3)分别由以下各式表示：

式中，R1～R4、R6～R8、R10和R12为1～12个碳的烷基或苯基；R5、R9、R11为H或者1～12个碳的烷基或苯基；

所述耐磨改性材料是纳米二氧化硅；

所述稳定剂为小分子量的多羟基化合物，是以下化合物中的一种∶三乙醇胺、二乙醇胺、丙三醇、季戊四醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400；

(2)乙组份由催化剂和溶剂组成，且催化剂∶溶剂的质量比例为1～10∶90～99；

所述催化剂为有机锡类，是以下化合物中的一种：二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡或二辛酸二乙基锡；

甲、乙两种组分中所述溶剂均为乙醇。

2.根据权利要求1所述的纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂，其特征在于，所述的纳米二氧化硅是以纳米二氧化硅溶胶的形式提供的，溶胶中二氧化硅的粒径为20～100nm，pH为3～7，质量浓度为10～50％。

3.一种制备权利要求1所述纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂的方法，其特征在于，分别包括甲、乙两种组份的制备过程：

(1)甲组份的制备方法包括硅氧烷预聚和耐磨改性两个步骤：

硅氧烷预聚：

将含有四官能链结的硅氧烷(A1)、三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种，或者将四官能链结的硅氧烷(A1)、三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种与二官能链结的硅氧烷(A3)加入乙醇溶剂中，在离子交换树脂催化下进行水解预聚合；预聚合完成后，过滤回收离子交换树脂，蒸出部分乙醇和未反应的水，并用乙醇调配成质量浓度为50％的硅氧烷预聚物溶液；其中，硅氧烷∶水∶乙醇∶离子交换树脂的质量比为20～80∶10～40∶7～40∶1～3，水解预聚合的反应温度为30～80℃，反应时间为2～8h；

耐磨改性：

按照硅氧烷预聚物溶液∶纳米二氧化硅溶胶∶稳定剂的质量比为：30～80∶17～69.9∶0.1～3，向质量浓度为50％的硅氧烷预聚物溶液中依次加入稳定剂、纳米二氧化硅溶胶，搅拌均匀即得甲组份；

(2)乙组份的制备方法：

按照催化剂∶乙醇的质量比为1～10∶90～99，将催化剂与乙醇在室温下搅拌均匀得乙组份。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述硅氧烷预聚的步骤中所使用的离子交换树脂为阳离子型离子交换树脂。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述硅氧烷预聚的步骤中所使用的离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述硅氧烷预聚的步骤中所使用的离子交换树脂为732#阳离子交换树脂。