[發(fā)明專利]一種核殼結(jié)構(gòu)納米粒子及增硬水性丙烯酸樹脂涂料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010851360.8
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112029362B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁智成;陳龍;孫俊芬;凌聰
• 申請（專利權(quán)）人: 帝斯曼先達(dá)合成樹脂（佛山）有限公司;東華大學(xué)
• 主分類號: C09D133/08
• 分類號: C09D133/08;C09D7/65;C09D7/62;C09D125/14;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F212/08;C08F292/00
• 代理公司: 廣州市智遠(yuǎn)創(chuàng)達(dá)專利代理有限公司 44619
• 代理人: 卓幼紅

本發(fā)明公開了一種核殼結(jié)構(gòu)納米粒子及增硬水性丙烯酸樹脂涂料的制備方法，首先制備硅烷偶聯(lián)劑改性的納米SiO₂，之后在改性后的納米SiO₂表面接枝聚合物反應(yīng)得到具有核殼結(jié)構(gòu)的納米SiO₂復(fù)合粒子。水性丙烯酸樹脂由丙烯酸、丙烯酸酯類等單體和引發(fā)劑等乳液聚合而得。制備的涂料包括以下重量份數(shù)的組分：70～90份水性丙烯酸樹脂，1～20份去離子水，0.5～10份成膜助劑，0.1～3份潤濕分散劑，0.1～3份流平劑，0.1～5份增稠劑，0.05～3份消泡劑，1～10份的核殼納米粒子。本發(fā)明的單組分水性丙烯酸樹脂涂料漆膜豐滿，硬度達(dá)2H及以上、VOC含量低，具有優(yōu)異的附著力、光澤度和耐沖擊性，符合水性漆涂料行業(yè)的性能要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核殼結(jié)構(gòu)納米粒子及增硬水性丙烯酸樹脂涂料的制備方法，屬于增硬納米復(fù)合粒子的合成以及該高硬度單組分水性清漆的制備方法。

背景技術(shù)

近年來由于人們環(huán)保意識日益增強，水性涂料迎來了快速發(fā)展的時代。雖然水性涂料在環(huán)保性能上優(yōu)于傳統(tǒng)油漆，但在物理性能上，水性涂料產(chǎn)品存在施工難、耐水性差、易揭皮、豐滿度差、硬度差等缺陷，目前市場上的單組份水性清漆生產(chǎn)出來的產(chǎn)品主要優(yōu)點是環(huán)保性好、價格低廉，致命缺點是硬度低(≤2B)、易刮傷、耐水性差、遇水易泛白，只能作為一般低檔木質(zhì)家具上的裝飾使用，難以滿足對膜硬度和耐磨性要求較高類型的家具的需求。專利CN104725951A通過向單組分水性涂料體系中加入納米氧化鋁制備出了一種高硬度的單組分涂料；專利CN104830181A通過將納米碳酸鈣、膨潤土和滑石粉加入到水性丙烯酸涂料中，制備出了硬度最高達(dá)H、耐磨性1級和耐水性1級的水性丙烯酸涂料；專利CN105237693B將具有乙烯基的活性二氧化硅加入到單組分水性丙烯樹脂涂料中，最終制備的漆膜硬度達(dá)到2H，沖擊強度為50Kg.cm，附著力為0級，還具有非常優(yōu)異的耐腐蝕性，耐鹽霧性達(dá)到1000小時；專利CN106833195A通過在水性丙烯酸涂料中加入金紅石鈦白粉，最終制備出的漆膜硬度達(dá)H，附著力為1級；Zhou等人在雜志期刊Progress in OrganicCoatings[2018,121(349):P30–P37]中報道了以陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)作為改性劑改性納米SiO₂，加入到丙烯涂料中最終制備的漆膜硬度提升了四個等級，透光率達(dá)90％以上，附著力達(dá)到1級，抗沖擊性能也得到明顯提高；專利CN102086246A先制備了雙鍵改性的納米SiO₂，接著將具有雙鍵的納米加入到單體溶液中，單體鏈上的雙鍵與納米SiO₂表面的雙鍵反應(yīng)，合成了一種原位溶液聚合制備納米SiO₂-含氟丙烯酸樹脂，最終制成的漆膜抗沖擊強度提高62％。綜上所述可知加入納米粒子是提升水性丙烯涂料漆膜硬度簡單且有效辦法，但是單純的硅烷偶聯(lián)劑改性的納米粒子貯存穩(wěn)定性有所欠缺，而原位聚合的方法雖然能夠解決粒子貯存穩(wěn)定性的問題，但是聚合工藝的不穩(wěn)定對樹脂性能的影響很大，而且流程相對繁瑣，因此研制出一種貯存穩(wěn)定性好，與樹脂基體相容性高，且能簡單有效提升單組分水性丙烯酸涂料硬度的粒子是亟待解決的，這對于制備出高硬度的單組分水性清漆具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的之一在于提供一種增硬核殼納米粒子和一款硬度達(dá)2H及以上的水性丙烯酸清漆制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于通過制備具有核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子從而提升無機粒子在涂料中分散穩(wěn)定性，避免該粒子在貯存期間發(fā)生團(tuán)聚和沉降。同時本發(fā)明產(chǎn)品為單組份清漆，適用于木器。最終涂層硬度達(dá)到2H及以上，沖擊強度為50Kg.cm，附著力為0級，較好的耐水性，單向腐蝕寬度≤2mm和具有非常優(yōu)異的耐候性能和透光率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: