[发明专利]一种纳米SiO2

说明书

本发明涉及油漆技术领域，一种纳米SiO₂改性超疏水丙烯酸聚氨酯清漆，由于接枝了含氟超疏水基团，降低了聚氨酯清漆的表面能，另一方面SiO₂的接枝也增强聚氨酯清漆表面的粗糙度，提高了聚氨酯清漆的疏水性能，在低表面能与粗糙表面的共同协作下，使聚氨酯清漆具有超疏水自清洁性能，且由于纳米SiO₂具有非常好的力学性能，且具经改性后的纳米SiO₂，能在油漆中发生交联，同时由于纳米SiO₂尺寸较小，可以有效填充减少涂层中的孔隙，使涂层更加的致密，并且在受到外力时，能够更好的分散应力，抑制裂纹，增强了清漆的剪切力与剥离力，从而使清漆具有优异力学性能，得到综合性能优异的超疏水。

技术领域

本发明涉及油漆技术领域，具体为一种纳米SiO₂改性超疏水丙烯酸聚氨酯清漆及制法。

背景技术

聚氨酯漆又称为聚氨酯基甲酸酯漆，它具有漆膜强韧、耐水耐磨、光泽丰满、附着稳定等特点，因此被广泛的应用于高级家具木器表面，起到保护作用，聚氨酯高聚分子之间能形成非环或者环形的氢键，可分离吸收能量，而在不施加外力的情况下有能重新形成氢键，从而使聚氨酯漆具有高机械强度与韧性以及耐磨性，随着聚氨酯漆产业的发展，目前越来越多的清漆种类由于市场需求而被应运而生，其中超疏水漆是一种具有自清洁能力的油漆，能够减少高级家具木器使用时清洁的需求，是一种非常具有实用价值的油漆。

超疏水材料是指表面接触角大于150°的材料，超疏水材料通常需要表面具有类似荷叶一般的粗糙度与低表面能，而含氟材料具有非常低的表面能，因此能被用于材料的超疏水改性，添加纳米粒子则能够提高聚氨酯漆表面的粗糙程度，而纳米SiO₂则能够在对材料进行超疏水改性的同时极大的增强聚氨酯漆的综合性能，但由于纳米材料存在的分散性问题，因此也需要对纳米SiO₂来进行改性，从而得到综合性能优异的超疏水聚氨酯漆。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米SiO₂改性超疏水丙烯酸聚氨酯清漆及制法，解决了聚氨酯漆不具备超疏水性能以及纳米SiO₂在聚氨酯漆中分散性不佳的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米SiO₂改性超疏水丙烯酸聚氨酯清漆制备方法包括以下步骤：

(1)将γ-巯丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO₂加入至乙醇溶液中，超声处理，搅拌反应，得到巯基化纳米SiO₂；

(2)将甲苯二异氰酸酯与乙酸丁酯加入至三颈烧瓶中，再加入巯基化纳米SiO₂，在氮气氛围下，搅拌升温，进行巯基-异氰酸酯点击化反应，接着再加入三聚催化剂醋酸锂，保温进行异氰酸酯三聚反应，最后加入苯甲酰氯，降温出料，得到甲苯二异氰酸酯三聚体改性纳米SiO₂；

(3)将季戊四醇、丙烯基氯和全氟己基碘为反应物，合成季戊四醇三(3-全氟己基丙基)醚；

(4)将甲苯二异氰酸酯三聚体改性纳米SiO₂、催化剂二月硅酸二丁基锡与季戊四醇三(3-全氟己基丙基)醚加入至三口烧瓶中，加热搅拌进行加成反应，得到超疏水改性纳米SiO₂预聚体；

(5)将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯与过氧化苯甲酰加入至四口烧瓶中，回流保温，反应得到羟基丙烯酸树脂；

(6)将羟基丙烯酸树脂、消泡剂聚二甲基硅氧烷、流平剂改性聚硅氧烷、助溶剂乙二醇丁醚，搅拌混合，再加入超疏水改性纳米SiO₂预聚体，搅拌混合，得到纳米SiO₂改性超疏水丙烯酸聚氨酯清漆。