[发明专利]一种有机-无机纳米颗粒复合拒水剂及其制备和应用方法

权利要求书

1.一种制备有机-无机纳米颗粒复合拒水剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）利用硅源制备纳米二氧化硅溶胶，然后经含碳碳双键的硅烷偶联剂改性，得到表面含双键的纳米二氧化硅；

（2）利用含双键的叔胺单体与表面含双键的纳米二氧化硅进行聚合，形成表面叔胺化的二氧化硅；

（3）利用含双键结构的卤代烃与表面叔胺化的二氧化硅发生季铵化反应，获得表面季铵化的二氧化硅；

（4）将表面季铵化的二氧化硅和丙烯酸酯单体进行共聚，即得有机-无机纳米颗粒复合拒水剂；

所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸酯类烷烃单体和丙烯酸酯类功能单体；所述丙烯酸酯类烷烃单体、丙烯酸酯类功能单体分别包括式（4）所示化合物中的一种或多种：

式（4）

式中，R’’’₁为H或CH₃；

当R’’’₂选自C₁-C₁₇的烷基时，为丙烯酸酯类烷烃单体；

当R’’’₂选自OH或者环氧基团，为丙烯酸酯类功能单体；

步骤（2）中叔胺单体与表面含双键的纳米二氧化硅的质量比为0.2:1、0.4:1、0.6:1、0.8:1、或者1:1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含碳碳双键的硅烷偶联剂选自式（1）所示化合物中的一种或多种组合：

式（1）

式中，R’₁、R’₂、R’₃分别独立地选自C₁-C₂的烷基，可相同也可不同；Y为C₁-C₉的烷基；R’₄为H或CH₃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含双键的叔胺单体的结构如式（2）所示：

式（2）

式中，R”₁、R”₂分别独立地选自C₁-C₂的烷基；R”₃为H或CH₃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含双键结构的卤代烃的结构如式（3）所示：

式（3），

其中，R_a、R_b、R_c分别独立的选自氢、C₁-C₃烷基；m为0-5之间的整数；X为卤素。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中的共聚的反应过程包括如下步骤：

（1）制备预乳液1：将丙烯酸酯类烷烃单体与乳化剂混合，形成预乳液1；

（2）制备预乳液2：将丙烯酸酯单体与乳化剂混合，形成预乳液2；

（3）乳液聚合：将预乳液1与表面季铵化的二氧化硅分散在水中，然后滴加引发剂和预乳液2进行共聚。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以质量分数计，以质量份计，丙烯酸酯类烷烃单体200~400份、丙烯酸酯类功能单体1~40份、表面季铵化的二氧化硅10~140份、乳化剂16~48份、引发剂1-5份、水400-2000份。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，引发剂占丙烯酸酯单体总质量的0.5-1.5%；包括偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸钾、过硫酸铵的一种或多种。