[发明专利]一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料及制备方法

权利要求书

1.一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将水性PVDF乳液在搅拌的过程中逐步加入混合单体，所述混合单体包括丙烯酸酯单体和含氟丙烯酸酯单体，搅拌30～60min后，在100Hz功率下超声波处理15～45min，转移到反应釜中，通入氮气保护，加入引发剂引发聚合，反应温度60～70℃，聚合时间为2～6h，获得水性PVDF/含氟丙烯酸复合乳液；

水性PVDF/含氟丙烯酸复合乳液制备时，加入混合单体后再加入含氟聚硅氧烷，所述含氟聚硅氧烷的制备步骤为：

氮气气氛下，将双端烯烃聚硅氧烷、碳酸氢钠、连二亚硫酸钠、N,N-二甲基甲酰胺和去离子水，混合均匀后加入全氟己基碘烷，在-15℃下反应3～4h，缓慢升温至25～30℃，保温反应2～3h，反应后萃取，水洗，得到物料A；所述双端烯烃聚硅氧烷和全氟己基碘烷的摩尔比为3：4；

取物料A、饱和碳酸氢钠，在80～85℃下反应1～2h，反应结束后分层水洗，得到含氟聚硅氧烷；

(2)取一部分水性PVDF/含氟丙烯酸复合乳液，加入去离子水、pH调节剂、分散剂、无机陶瓷颜料、增稠剂、消泡剂，在1500～2500rpm速度下分散30～60min，pH值控制在7.5～8.5之间，转入砂磨机进行研磨，研磨细度至5～10μm；

( 3)砂磨好的浆料在搅拌状态下加入剩余水性PVDF/含氟丙烯酸复合乳液、改性纳米二氧化硅水溶液、助溶剂和流平剂，在500～1500rpm条件下低速分散15～30min，增稠剂调整粘度，得到涂料成品。

2.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯中的任意两种或者多种；所述含氟丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯中的任意两种或几种；

所述水性PVDF乳液、混合单体的重量比为100：10～15；所述丙烯酸酯单体和含氟丙烯酸酯单体的质量比为3：1。

3.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法，其特征在于：所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠的任意一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅水溶液的制备方法为：

在纳米二氧化硅分散液中加入去离子水，固含量调整到30wt％，在具有冷凝器的反应釜中开启搅拌，转速为150～300转/min，用浓度1wt％的酸液调整pH值到2.5～3.5，在60～70℃下逐步加入硅烷混合单体，滴加时间控制在45～60min，滴加完成后反应1～2h，然后降温冷却到20～35℃，得到改性纳米二氧化硅水溶液。

5.根据权利要求4所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法，其特征在于：所述硅烷混合单体包括甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、缩水甘油基三甲氧基硅烷的任意一种或几种混合；所述酸液包括冰乙酸、盐酸、硝酸的任意一种或几种混合。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料的制备方法制备的水性PVDF涂料，其特征在于：所述PVDF涂料各组分包括：40～60wt％水性PVDF/含氟丙烯酸复合乳液、2～30wt％改性纳米二氧化硅水溶液、15～25wt％无机陶瓷颜料、3～10wt％助溶剂、1～5wt％助剂、5～20wt％去离子水；

所述助剂包括增稠剂、pH调节剂、消泡剂、分散剂和流平剂，所述分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂和pH调节剂的质量比为5：4：5：1：1。

7.根据权利要求6所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料，其特征在于：所述无机陶瓷颜料包括钛白粉、钛铬棕、钛镍黄、钴蓝、钴绿、铜铬黑、矾酸铋黄中的任意一种或多种混合。

8.根据权利要求6所述的一种改性纳米二氧化硅增强水性PVDF涂料，其特征在于：所述助溶剂包括丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种混合。