[發明專利]一種含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011100218.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112175200B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李維亞;姜美佳;秦玉猛;強志華;付紹祥;洪杰
• 申請（專利權）人: 三棵樹（上海）新材料研究有限公司
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08L33/04;C08K9/06;C08K3/36;C09D133/04;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 黃駿鵬

本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體及其制備方法和應用。含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體，其包括以下組分：羥基丙烯酸樹脂和Janus二氧化硅。制備方法為：將經過溶液聚合制備的羥基丙烯酸樹脂加入N?N二甲基乙醇胺進行中和后加熱到80～95℃；中和后的羥基丙烯酸樹脂第一次滴加Janus二氧化硅分散液得到的第一混合液；第二次滴加Janus二氧化硅分散液得到的第二混合液；再滴加水得到含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體。本發明通過引入Janus二氧化硅制備得到的復合丙烯酸分散體，成膜后硬度高，相比于單一丙烯酸分散體成膜后的耐鹽霧和耐溶劑擦拭性能更佳。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體及其制備方法和應用。

背景技術

市場上涂料用常規且用量極大的水性成膜物質，如丙烯酸乳液、丙烯酸分散體、水性聚氨酯以及環氧分散體。為提高上述分散體的性質，進行改性，其可分為有機改性和無機改性。有機改性包括環氧改性丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液等，可以提高其性能，但是丙烯酸為基體進行的有機改性仍不能解決丙烯酸自身存在的熱粘冷脆的缺陷。

無機改性，是在有機基體中引入無機納米粒子，在不破壞有機基體特點的前提下，提高復合材料的性能。對于丙烯酸的無機改性，引入的無機納米粒子能夠很好地改善上述提到的熱粘冷脆的缺點。但是，無機改性常用的技術為冷拼，在有機乳液中摻雜功能性無機物，尤其是無機納米粒子，如二氧化硅、氧化鋅和二氧化鈦等。由于無機物與有機物之間的表面性能差異，冷拼方法制備的復合乳液/分散體穩定性較差。在工業界中應用難度較大，無法進行產業化。

綜上，現有技術中，對于丙烯酸的改性存在以下缺點：

普通丙烯酸乳液通過特殊的粒子結構設計，如核殼結構，能夠在一定程度上改善丙烯酸自身的熱粘冷脆問題，利用類似于環氧改性丙烯酸類的有機改性能夠提升丙烯酸的性能，但在特殊性能要求領域指標仍然無法滿足；

采用冷拼的方法在丙烯酸體系中引入無機組份，可以改善成膜后性能，但本身的穩定性差，無法長時間儲存；

采用有機無機雜化將納米粒子復合到高分子鏈上技術難度較大。采用有機無機雜化方法復雜，技術門檻高，目前市售產品不多且價格高昂。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體，通過引入Janus二氧化硅納米粒子，解決了丙烯酸分散體與二氧化硅粒子共混穩定性差的問題以及提高了最后的成膜性能。

相應的，本發明還提供上述含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體的制備方法和應用。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

第一方面，本發明提供一種含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體，其包括以下組分：羥基丙烯酸樹脂和Janus二氧化硅。

可選地，Janus二氧化硅的一側經過疏水基團改性，一側為未改性；Janus二氧化硅主要由二氧化硅溶膠經過KH560或/和十二烷基三甲氧基硅烷改性而成。

可選地，各組分按重量份分別為：羥基丙烯酸樹脂180～220份、Janus二氧化硅5～20份。

第二方面，本發明還提供上述含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體的制備方法，其包括以下步驟：將羥基丙烯酸樹脂分散于Janus二氧化硅分散液中得到所述含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體。

可選地，羥基丙烯酸樹脂采用相反轉法制得所述含二氧化硅復合羥基丙烯酸分散體。

具體的，其包括以下依次進行的步驟：