[發(fā)明專利]超雙疏納米復合罩面清漆及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310505026.7
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103555184A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪杰;林金斌;張育乾;吳潔;孔德道
• 申請（專利權(quán)）人: 三棵樹涂料股份有限公司
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D7/12;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/38;C08G18/10
• 代理公司: 福州科揚專利事務(wù)所 35001
• 代理人: 徐開翟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化硅改性混合溶膠的制備方法，尤其涉及到以此混合溶膠來制備超雙疏納米復合罩面清漆的方法。

背景技術(shù)

如今，建筑涂料在人們生活當中占據(jù)越來越重要的位置，應(yīng)用也越來越廣泛。隨著社會的發(fā)展，人們在關(guān)注建筑涂料的健康環(huán)保性能以外，也越來越多地關(guān)注了涂料的裝飾性能，這促使了乳膠漆、真石漆、質(zhì)感漆、花崗巖涂料以及多彩涂料這幾年的蓬勃發(fā)展。涂料的多元化發(fā)展在裝飾生活，美化城市的同時，有不少涂料產(chǎn)家發(fā)現(xiàn)，在過去能夠連續(xù)使用數(shù)十年不變色的涂料，現(xiàn)在幾年下來，涂層表面就變得黯淡、污濁不堪了，尤其在人口密度較大的城市，這種現(xiàn)象更為明顯，這極大限制了涂料的應(yīng)用。這是由于當今城市的工業(yè)化進程加快，使得環(huán)境污染加劇，酸雨頻發(fā)，加快了涂層表面罩面清漆的腐蝕變色。另外，由于城市中大量汽車的使用，帶來大量的尾氣排放，使得空氣中漂浮著大量油污液滴，這也一定程度對涂層表面的罩面清漆造成污染。

在自然界中，一些生物表面由于存在表面蠟質(zhì)層與表面微納米結(jié)構(gòu)，使得這些生物表面具備了超疏水自清潔的功能，例如荷葉、壁虎的腳、郁金香的葉子以及一些鳥類的翅膀等（L.Jiang,Y.Zhao,J.Zhai,Angew.Chem.2004,116,4438-4441.T.S.Kustandi,V.D.Samper,D.K.Yi,et?al.Adv.Funct.Mater.2007,17,2211–2218.J.Zhang,G.Pu,S.J.Severtson,ACS?Appl.Mater.Interfaces2010,2,2880-2883.）。然而，這些表面卻很容易受到各種油污的污染而喪失其超疏水特性。近年來，有研究指出，采用含氟的材料對微納米結(jié)構(gòu)表面進行處理，能夠賦予表面超雙疏的特性，即不僅具有很強的拒水能力，還能夠防止油污污染所造成的表面性質(zhì)的變化，因此具有極好的自清潔性能與持久性。

本發(fā)明通過簡單制備工藝制備了兩種不同尺寸（40nm與100nm）的二氧化硅納米雜化顆粒，通過這兩種雜化顆粒之間的進一步反應(yīng)制備得到了改性混合溶膠。之后，將所得到的改性混合溶膠加入到氟改性的聚氨酯聚合物基體當中，從而得到了超雙疏納米復合罩面清漆。這種超雙疏納米復合罩面清漆的制備工藝簡單，具有很強的工業(yè)化能力與應(yīng)用前景。本發(fā)明所制備的超雙疏納米復合罩面清漆，對水的接觸角在160-170°之間，對十二烷烴的接觸角在150°左右，因此具有很好的防水、耐油污與自清潔能力，能夠充分解決涂料在使用過程中的污染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明制備了一種超雙疏納米復合罩面清漆，這種罩面清漆具有極好的超疏水、超疏油特性，可以作為內(nèi)外墻涂料的罩面清漆來使用，賦予內(nèi)外墻涂料耐油污、自清潔的功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：先通過溶膠-凝膠法制備40nm與100nm的二氧化硅顆粒，然后分別以3-氨丙基烷氧基硅烷與γ-縮水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷對兩種尺寸二氧化硅進行改性，之后將得到的兩種雜化顆粒進行進一步的反應(yīng)得到混合改性溶膠，將得到的混合改性溶膠添加到氟改性的聚氨酯聚合物基體當中，得到一種超雙疏納米復合罩面清漆。

本發(fā)明涉及的超雙疏納米復合罩面清漆的制備方法，其具體步驟如下：

（A）3-氨丙基改性二氧化硅溶膠的制備：

將3-氨丙基三烷氧基硅烷加入到30wt.%中性二氧化硅溶膠（產(chǎn)家訂制，顆粒平均粒徑40nm，PH=6.5～7.5）當中，其中3-氨丙基三烷氧基硅烷在最終混合液當中的濃度為3wt.%～10wt.%，在50-60℃攪拌6-12h后將得到改性顆粒離心分離、洗滌后再分散于乙醇溶液當中，得到3-氨丙基改性的二氧化硅的乙醇分散液，3-氨丙基改性二氧化硅的濃度為3wt.%～5wt.%。

（B）γ-縮水甘油醚氧丙基改性二氧化硅顆粒的制備：

將γ-縮水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷加入到30wt.%中性二氧化硅溶膠（產(chǎn)家訂制，顆粒平均粒徑100nm，PH=6.5～7.5）當中，其中γ-縮水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷在最終混合液當中的濃度為3wt.%～10wt.%，50-60℃反應(yīng)6-12h后將得到改性顆粒離心分離、洗滌后再分散于乙醇溶液當中，得到γ-縮水甘油醚氧丙基改性的二氧化硅的乙醇分散液，γ-縮水甘油醚氧丙基改性的二氧化硅的濃度為3wt.%～5wt.%。

（C）混合改性溶膠的制備

在四口瓶當中，50℃下將50mlγ-縮水甘油醚氧丙基改性的二氧化硅的乙醇分散液緩慢滴加到50ml3-氨丙基改性的二氧化硅的乙醇分散液當中，在劇烈攪拌的前提下反應(yīng)6-24h得到混合改性溶膠。