[發明專利]一種改性納米二氧化硅及采用該改性納米二氧化硅的有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液

在審

• 申請號: 201810528902.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108676116A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 杜宗良;王山英;成煦;王偉;王海波;李炳林
• 申請（專利權）人: 德陽永盛無紡制品有限公司;四川大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C08F220/58;C08F2/44;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/36;C09D7/62;C09D133/08;C09D133/10;C09D133/12;C09C1/28
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 何濤

本發明涉及一種改性納米二氧化硅及采用該改性納米二氧化硅的有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液。該改性納米二氧化硅包括以納米二氧化硅100份、γ?氨丙基三乙氧基硅烷0.2?2份、乙醇4?40份、雙丙酮丙烯酰胺0.2?2份、溶劑1000份。本發明解決了現有技術中采用納米二氧化硅制備有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液中納米二氧化硅和聚丙烯酸酯相容性問題，通過對納米二氧化硅表面進行改性，引入具有反應活性的雙丙酮基團，該基團在乳液聚合過程中和儲存過程中能保持穩定，在雜化乳液固化成膜過程中能參與固化交聯反應，通過化學鍵將納米二氧化硅和聚丙烯酸酯連接起來，達到提高納米二氧化硅和聚丙烯酸酯間相容性目的。

技術領域

本發明涉及一種改性納米二氧化硅及采用該改性納米二氧化硅的有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液，屬于水性高分子材料合成領域。

背景技術

聚丙烯酸酯樹脂具有優良的耐候性、耐水性、耐化學品性和光澤度高、保光性好等優點。聚丙烯酸酯樹脂作為涂料、粘合劑等材料在使用時一般都是在液體狀態下進行施工，溶劑型聚丙烯酸酯樹脂因在使用時要排放大量溶劑對環境存在較大影響，水性聚丙烯酸酯樹脂因具有揮發性有機物（VOC）排放少、價格低、使用安全、環保等優點，已成為當前發展的主要方向。

水性聚丙烯酸酯樹脂單獨使用時性能受到一定局限，因而往往在使用中需要對樹脂進行改性。有機-無機納米雜化材料是由有機相和無機相構成的一種均勻多相材料，其中至少有一相的尺寸或者有一個維度在納米數量級。這種材料不同于傳統的有機相-無機相填料體系, 并不是有機相與無機相的簡單加合，而是有機相和無機相在納米至亞微米級甚至分子水平上結合形成，此材料不僅兼具有機材料的成膜性好、透明性好的特點，又具有無機材料的高硬度等優點，因而使有機-無機雜化材料更多領域具有廣闊的應用前景。

采用納米二氧化硅改性聚丙烯酸酯是制備聚丙烯酸酯/無機雜化材料的一種方法，由于未改性的納米二氧化硅容易團聚，而且未改性的納米二氧化硅和聚丙烯酸酯樹脂間的界面結合力較差，影響材料的綜合性能，因而一般在使用時需對納米二氧化硅進行表面改性，而納米二氧化硅和聚丙烯酸酯間的結合力及結構規整性的好壞對最終得到的聚丙烯酸酯/納米二氧化硅雜化材料的穩定性及力學性能起到重要作用。

國家知識產權局于2010.12.1公開了一件公開號為CN101899128A，名稱為“中空納米二氧化硅微球改性的聚丙烯酸酯核殼結構復合乳液及薄膜”的發明，文中提到硅烷偶聯劑中Y為與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團，未提具體基團。

國家知識產權局于2011.4.27公開了一件公開號為CN102030873A，名稱為“一種納米二氧化硅/聚丙烯酸酯復合乳液的制備方法”的發明；國家知識產權局于2012.11.7公開了一件公開號為CN102766241A，名稱為“一種核殼結構納米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液及其制備方法”的發明；國家知識產權局于2015.11.18公開了一件公開號為CN105061700A，名稱為“納米二氧化硅/聚丙烯酸酯有機無機雜化水分散性樹脂及其制備方法”的發明。上述三件文獻中提到硅烷偶聯劑為帶雙鍵基團的硅烷偶聯劑。

上述四件專利文獻的技術方案只是采用硅烷偶聯劑進行改性，改性后的納米二氧化硅表面是偶聯劑的殘留基團。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中采用納米二氧化硅制備有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液中納米二氧化硅和聚丙烯酸酯相容性問題，以及分散均勻性和穩定性的問題，提供一種改性納米二氧化硅，采用該改性納米二氧化硅制備的有機無機雜化聚丙烯酸酯乳液中，納米二氧化硅和聚丙烯酸酯間相容性得到了提高，且納米二氧化硅在制備得到的聚丙烯酸酯乳液中的分散均勻性和穩定性得到提高。

為了實現上述發明目的，其具體的技術方案如下：

一種改性納米二氧化硅，其特征在于：包括以下按照重量份數計的原料：

納米二氧化硅100份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2-2份、乙醇4-40份、雙丙酮丙烯酰胺0.2-2份、溶劑1000份。