[發明專利]一種負載型納米摻雜光固化水性防霧自潔涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201210090783.8
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103360939A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 姚伯龍;俞如越;侯志成;關曉
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種負載型納米摻雜光固化水性防霧自潔涂料的制備方法，屬于紫外光固化樹脂領域。

背景技術

目前，隨著人們對環保意識的加強，紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯代替一般聚氨酯的的研究越來越熱受到眾多科研者的親睞.在現有水性聚氨酯丙烯酸酯合成報道中，一般采用乳液法或本體法，這些方法多適用于活性較低異氰酸酯聚合，但后處理復雜，尤其是本體法體系粘度高，溫度不易控制，容易產生凝膠等現象。而采用丙酮法合成的水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯工藝簡單，反應易于控制，重復性好，乳液粒徑范圍大，產品質量高.

盡管紫外光固化水性聚氨酯可以基本消除活性稀釋劑的使用，避免了由之引起的固化收縮，工藝簡單，反應易于控制，重復性好，成為UV固化涂料發展的新方向。但是單一的光固化水性樹脂在應用時都有一定的缺點，如官能度大的樹脂的脆性太大，而大多數的樹脂都是雙官能度的物質，又存在固化性能不好的問題，在防霧自潔，抗菌，耐水性，耐候性等方面性能有待進一步提高，所以現階段往往通過無機納米材料的添加來改善其在防霧，耐水性耐侯性，硬度，熱穩定性甚至在抗菌方面的缺點。

發明內容

本發明的目的是設計出在高耐劃傷、耐候型、熱穩定性、耐磨性方面有較好的性能甚至在防霧跟抗菌方面也有顯著作用，在玻璃、太陽能板等表面涂層領域有很好的應用前景的光固化水性聚氨酯丙烯酸樹脂。它的設計思路是：設計在光固化聚醚型聚氨酯預聚物的基礎上，通過引入不同含量的負載型TiO₂-γ-Al₂O3來改性光固化水性聚氨酯。該技術的創新點在于負載型TiO₂-γ-Al₂O3的引入，能夠提高光固化水性聚氨酯涂層的防霧自潔，抗菌性，以及耐水性，耐候性，硬度等方面。

具體步驟為：

(1)負載型TiO₂-γ-Al₂O₃無機復合材料的制備：先將γ-Al₂O₃顆粒分散在去離子水中，攪拌至分散均勻，在劇烈攪拌下將鈦酸丁酯(與無水乙醇混合)加入，使鈦酸丁酯充分水解，再過濾放入70℃干燥箱中干燥2h，最后在馬弗爐中焙燒，溫度為450℃，2h后得到負載型TiO₂-γ-Al₂O₃。

(2)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯預聚物的合成：在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入一定量的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，在滴液漏斗中加入一定量的PPG400和催化劑二月桂酸二正丁錫(DBTL)搖勻，滴加，升溫至40℃，反應2h之后加入DMPA，升溫至60℃，反應2h，最后加入HEA，升溫至80℃，反應4h；其中每一步以二正丁胺法監測體系中NCO值的變化，當達到理論值時，進行下一步反應。n(IPDI)∶n(PPG400)∶n(DMPA)∶n(HEA)＝2∶1∶0.5∶1，所得到的產物記為A。

(3)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制備：取定量預聚物A裝入四口燒瓶，計算預聚物中羧基含量，以1∶1摩爾比計算三乙胺含量，將三乙胺裝入滴液漏斗中，以2～3s/滴的速度滴加，反應在50℃下進行，滴加完之后，再反應半個小時，使得三乙胺與預聚物充分反應.反映完成后，將裝置從油浴鍋中取出，將體系自然冷卻到室溫，所得到的產物記為B。

(4)負載型TiO₂-γ-Al₂O₃光固化水性防霧自潔涂料的制備：稱取相應量B裝入三口燒瓶中，并稱取所需要比例的TiO₂-γ-Al₂O3和一定量的去離子水混合均勻，裝入滴液漏斗中，在快速攪拌的情況下以2s/滴的速度滴加，滴完后反應半個小時，使最后的固含量為15％，整個反應常溫進行即可。

具體實施方式

實施例1：

1.負載型TiO₂-γ-Al₂O₃無機復合材料的制備：先將1.0g?γ-Al₂O₃顆粒分散在10ml去離子水中，攪拌至分散均勻，在劇烈攪拌下將8.2g鈦酸丁酯(與30ml無水乙醇混合)加入，使鈦酸丁酯充分水解，再過濾放入70℃干燥箱中干燥2h，最后在馬弗爐中焙燒，溫度為450℃，2h后得到負載型TiO₂-γ-Al₂O₃(備用)。