[发明专利]高含量纳米二氧化硅改性的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制备方法

摘要

本发明涉及有机‑无机复合材料技术领域，具体涉及一种高含量纳米二氧化硅改性的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制备方法。本发明通过利用纳米二氧化硅表面的活性羟基对其进行多次化学改性，制备所得的高含量纳米二氧化硅改性的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的柔韧性好，粘附力强，剥离强度较高，耐磨性和耐低温性较好，耐水性和耐候性好，光泽度好，同时由于纳米二氧化硅的加入使得其力学强度和热稳定性也得到了提升，并且与含有未改性纳米二氧化硅的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料相比，纳米二氧化硅不易团聚，与聚氨酯丙烯酸酯的结合较好，从而该涂料的力学和机械性能均得到了大幅度的提升。

主权项

一种高含量纳米二氧化硅改性的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）将8~20重量份的纳米二氧化硅通过超声均匀分散于有机溶剂中，将分散均匀的悬浮液置于反应器中待用，将体系均匀升温至60~80℃，同时缓慢滴加100~150重量份的二异氰酸酯和2~5重量份的催化剂，滴加完成后反应2~5 h，将体系温度均匀降至50~60 ℃时，缓慢滴加150~200重量份的羟基官能化丙烯酸酯，反应24~48 h后自然冷却至室温，得到一次改性纳米二氧化硅；（2）将步骤（1）中得到的一次改性纳米二氧化硅用有机溶剂洗涤3~5次后置于反应器中待用，加入10~30重量份的硅烷偶联剂在100~150 ℃的条件下反应12~24 h，自然冷却至室温，得到二次改性的纳米二氧化硅；（3）将步骤（2）中得到的二次改性的纳米二氧化硅用有机溶剂洗涤3~5次后，再用去离子水洗涤3~5次，将其置于30~50 ℃的真空烘箱中干燥12~24 h，取出后充分研磨，最终得到改性纳米二氧化硅；（4）将90~110重量份的二异氰酸酯，250~500重量份的多元醇，2~5重量份的催化剂和350~500重量份的有机溶剂置于反应器中，将体系均匀升温至50~80 ℃，反应6~12 h，得到以异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；（5）将50~100重量份的步骤（4）中得到的以异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，50~100重量份的羟基官能化丙烯酸酯，80~120重量份的有机溶剂置于反应器中，将体系均匀升温至70~90 ℃，反应1~5 h，得到聚氨酯丙烯酸酯；（6）将90~110重量份的步骤（5）中得到的聚氨酯丙烯酸酯，100~200重量份的丙烯酸酯类活性稀释剂，2~5重量份的光引发剂，1~5重量份的步骤（3）中得到的改性纳米二氧化硅置于容器中，搅拌混合均匀，密封于暗处保存，即得到高含量纳米二氧化硅改性的聚氨酯丙烯酸酯涂紫外光固化料。