[發(fā)明專利]高耐磨光固化丙烯酸酯/水滑石納米復合材料及其制法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310541009.9
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103554335A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 矯慶澤;郭冰之;趙蕓;黎漢生
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08F220/10
• 分類號: C08F220/10;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/26;C09D4/02;C09D7/12
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1.一種用于紫外光固化的高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，其特征在于：

（1）有機改性水滑石的制備：

在表面活性劑-水的膠束溶液中，加入表面活性劑質(zhì)量0.1-10倍的烷烴，在30-90℃，以500-3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌，同時滴加重量百分濃度為5-50%的堿性溶液調(diào)節(jié)pH值在7-12，用二價金屬離子與三價金屬離子的摩爾比為1-6:1、二價金屬離子和三價金屬離子的總濃度為0.1-3摩爾/升的混合水溶液進行滴定，同時滴加重量百分濃度為5-50%的堿性溶液調(diào)節(jié)pH值7-12，滴定結束后在50-90℃恒溫6-36小時，過濾得有機改性水滑石濾餅；

（2）有機改性層板剝離水滑石的制備：將有機改性水滑石濾餅倒入到含有H₂O₂水溶液中，H₂O₂體積比占10-90%，攪拌均勻，轉(zhuǎn)入到高壓反應釜中，100-200℃下反應1-72小時，過濾，反復洗滌至中性，得到有機改性的層板剝離的水滑石。過濾后，將沉淀物用水洗滌除去未參加反應的長鏈陰離子表面活性劑，將所得到的經(jīng)陰離子表面活性劑有機改性的層板剝離的水滑石分散于丙酮中，形成重量百分濃度為10-20%的丙酮分散液；

（3）高耐磨紫外光固化丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備

按重量比為丙烯酸酯低聚物50-70%、丙烯酸酯單體20-40%、自由基紫外光引發(fā)劑1-5%和有機改性層板剝離水滑石丙酮分散液1-20%混合，攪拌分散均勻，減壓抽去丙酮，即得到高耐磨紫外光固化丙烯酸酯水滑石納米復合材料。

2.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述混合水溶液中二價金屬離子為Mg²⁺,Ca²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺,Fe²⁺,Zn²⁺,Cu²⁺,Ti²⁺,Sn²⁺,Cr²⁺,Pb²⁺,Co²⁺或/和N?i²⁺，三價金屬離子為Al³⁺,Fe³⁺,Co³⁺,Mn³⁺,V³⁺,Ti³⁺,Cr³⁺,Bi³⁺,Ce³⁺,Pr³⁺,In³⁺或/和W³⁺。

3.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述陰離子表面活性劑選自N-月桂酰基谷氨酸鈉、壬基酚醚(EO=10)磷酸單酯鉀鹽、正十六～十八醇磷酸酯鉀鹽、十二烷基磷酸單酯三乙醇胺、月桂醇醚磷酸單酯鉀、十二烷基磷酸單酯鉀。

4.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述烷烴選自正己烷、正辛烷、正十二烷、正十六烷、正二十二烷。

5.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述丙烯酸酯低聚物選自聚氨酯丙烯酸酯低聚物、環(huán)氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物或/和丙烯酸酯低聚物。

6.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述丙烯酸酯單體選自單官能團丙烯酸酯、單官能團甲基丙烯酸酯、雙官能團丙烯酸酯、雙官能團甲基丙烯酸酯、三官能團丙烯酸酯、三官能團甲基丙烯酸酯或/和多官能團丙烯酸酯、多官能團甲基丙烯酸酯。

7.如權利要求1所述用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于所述自由基紫外光引發(fā)劑選自裂解型自由基紫外光引發(fā)劑或/和奪氫型自由基紫外光引發(fā)劑，包括a-甲基苯偶姻醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、安息香正丁醚、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環(huán)己基苯甲酮、二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、米蚩酮、2-氛硫雜蔥酮、異丙基硫雜蔥酮或/和2,4-二乙基硫雜蔥酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化磷中的一種或一種以上。

8.采用權利要求1所述方法制備的用于紫外光固化高耐磨丙烯酸酯/水滑石納米復合材料的制備方法，特征在于其組成按重量比例為:丙烯酸酯低聚物50-70%、丙烯酸酯單體20-40%、自由基紫外光引發(fā)劑1-5%和有機改性層板剝離水滑石1-20%，該有機改性層板剝離水滑石是在烷烴-陰離子表面活性劑-水組成微乳液中制備并以含H₂O₂的水溶液作為溶劑，利用H₂O₂分解產(chǎn)生大量O₂這一性質(zhì)，在反應釜中制造了一個超高壓環(huán)境，利用氧分子的劇烈運動，將水滑石剝離成超薄納米片，從而實現(xiàn)水滑石的剝離。