高性能涂料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種含有SixOx-1(OH)y(OR)z醇溶膠高性能涂料的制備方法，具體步驟為攪拌下將醇溶液滴加到正硅酸有機(jī)酯Si(OR)4中獲得含有結(jié)構(gòu)式為SixOx-1(OH)y(OR)z物質(zhì)的醇溶膠、將SixOx-1(OH)y(OR)z醇溶膠、成膜組分、顏料和填料以及助劑在溶劑中混合、出料、包裝。本發(fā)明專利技術(shù)的高性能涂料，由于二氧化硅以粒徑為約1-10nm的沒(méi)有完全水解的縮合SixOx-1(OH)y(OR)z微細(xì)粒子形式存在，其與涂料溶劑的相容性很好，因此可均勻地分散在涂料中，原料存在的懸浮穩(wěn)定性差、觸變性差、光潔度不高等問(wèn)題也得到很好的解決。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及ー種涂料制備方法，更具體地涉及含有SixOp1(OH)y(OR)z-溶膠的。
技術(shù)介紹
納米ニ氧化硅添加到涂料中，既可以涂層具有優(yōu)良的硬度和耐刮性，同時(shí)又可保持涂膜透明性。提高涂料的耐擦洗性、強(qiáng)度、硬度等；兼顧提高涂料的抗紫外線老化試驗(yàn)性能，干燥時(shí)間大幅度降低，而且原料存在的懸浮穩(wěn)定性差、觸變性差、光潔度不高等問(wèn)題也得到很好的解決。 目前，納米涂料中的納米粒子往往以助劑的形式直接添加到樹(shù)脂基體中。由于納米ニ氧化硅的粒徑小，比表面能大，其在涂料中非常容易團(tuán)聚或被顔料、填料包埋而不會(huì)均勻分散在涂料中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是本專利技術(shù)的目的是解決上述不足，提供ー種。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案是ー種，包括以下步驟I)攪拌下將有機(jī)醇混合到裝有正硅酸有機(jī)酯Si (OR)4的反應(yīng)器中，再滴加稀酸或稀堿至溶液中，用循環(huán)冷凍水將反應(yīng)溫度控制在室溫，攪拌10_20min，獲得含有結(jié)構(gòu)式為SixOx-I (OH)y (OR)z溶膠粒子的醇溶膠，其中X為大于O的整數(shù)；z為大于O的整數(shù)；2x+2 = y+z ;和R表示具有2-9個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，優(yōu)選具有3-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈燒基，更優(yōu)選こ基；2)將SixOjri (OH) y (OR) z醇溶膠、成膜組分、顏料和填料以及助劑在溶劑中混合；3)出料、包裝。上述的，所述的步驟I)中正硅酸有機(jī)酯Si (OR)4為正硅酸こ酷，正娃酸異丙酷，四丁基正娃酸酯中ー種。上述的，所述的步驟I)中有機(jī)醇為こ醇、丙醇或丁醇中的ー種。上述的，所述的步驟I)中稀酸為稀鹽酸或稀硫酸，稀堿為稀氨水，稀鹽酸或稀硫酸或稀氨水的摩爾濃度為0. 001-lmol/L，優(yōu)選0. 01-0. 5mol/L，更優(yōu)選為0. 05-0. lmol/L。上述的，所述的步驟I)中正硅酸有機(jī)酯與稀酸或稀堿中水的摩爾比為I : O. 1-5，優(yōu)選為I : O. 2-4，更優(yōu)選為I : 0.3-3。上述的，所述的步驟I)中稀酸或稀堿滴加速度為O.2_8ml/min,優(yōu)選為 0. 3_6ml/min,更優(yōu)選為 O. 5_3ml/min。上述的，所述的步驟I)中SixOjri (OH) y (OR) z醇溶膠的結(jié)構(gòu)式為SixOjri(OH)y(OR)z的溶膠粒子的粒徑為l-10nm。本專利技術(shù)具有積極的效果(I)本專利技術(shù)的制備方法簡(jiǎn)單 ，易操作；(2)通過(guò)稀酸或稀堿的滴加速度的精確控制有效實(shí)現(xiàn)抑制水解過(guò)快的目的。溶膠粒子粒徑尺度可控在IOnm以下，粒徑分布相對(duì)均勻，SixOx-I (OH) y (OR) z的溶膠性能穩(wěn)定，不團(tuán)聚。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)涂料包含以下組分醇溶膠，其中x為大于O的整數(shù)；z為大于O的整數(shù)；2x+2 = y+z ;和R表示具有2-9個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，優(yōu)選具有3-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選乙基；和B)成膜組分；其中以二氧化硅計(jì)的SixOjri(OH)y(OR)z醇溶膠與成膜組分的重量比為I : 15-85，優(yōu)選為I : 20-65，更優(yōu)選為I 25-50。SixC^1(OH)y(OR)z醇溶膠通過(guò)攪拌下將有機(jī)醇滴加到正硅酸有機(jī)酯中而制得，其中正硅酸有機(jī)酯與稀酸或稀堿中水的摩爾比為I : O. 1-5，優(yōu)選為I : 0.2-4，更優(yōu)選為I O. 3-3 ;滴加速度為O. 2-8ml/min,優(yōu)選為O. 3-6ml/min,更優(yōu)選為O. 5_3ml/min。攪拌速度一般為200-250rpm,例如200rpm或250rpm。有機(jī)醇為乙醇、丙醇或丁醇,滴加通常在常溫下進(jìn)行。所述醇溶膠的SixOjri(OH)y(OR)z微細(xì)粒子的粒徑為I-IOnm,例如l_6nm或3_9nm。在本專利技術(shù)涂料中使用的成膜組分可為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何成膜組分，其實(shí)例為氟碳樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、熱固性丙烯酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硝化棉、氯化橡膠、浙青、改性松香樹(shù)脂、熱塑性丙烯酸樹(shù)脂等。優(yōu)選成膜組分為氟碳樹(shù)脂。用于本專利技術(shù)的氟碳樹(shù)脂為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，其實(shí)例為聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物等。優(yōu)選本專利技術(shù)所用氟碳樹(shù)脂選自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物。本專利技術(shù)涂料還包含溶劑。所用溶劑為常用溶劑或其混合物，包括但不限于芳烴類如二甲苯、甲苯等；酯類如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯等；醇類如丁醇、異丁醇、苯甲醇等；醚類如乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇二乙醚等；酮類如甲基異丁基酮、苯乙酮、異佛爾酮等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本專利技術(shù)涂料所需性能如涂覆性能等確定所用溶劑的量。本專利技術(shù)涂料還可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它組分，例如顏料；填料，例如滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅等；助劑，例如消泡劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、乳化劑、防沉劑、穩(wěn)定齊U，防結(jié)皮劑、流平劑、催干劑、防流掛劑、增塑劑、消光劑、阻燃劑、防霉劑、殺菌劑、捕獲劑等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本專利技術(shù)涂料所需性能如殺菌性能等確定所用其它組分的具體種類及其用量。將如上所述制得的SixOjri (OH)y(OR)z醇溶膠、成膜組分、任選的顏料和填料以及任選的助劑在溶劑中混合獲得本專利技術(shù)涂料，其中以二氧化硅計(jì)的SixOjri(OH)y(OR)z醇溶膠與成膜組分的重量比為I : 15-85，優(yōu)選為I : 20-65，更優(yōu)選為I : 25-50。所用成膜組分、溶劑以及任選使用的顏料、填料和助劑均如上所述。可將如上所述制得的本專利技術(shù)涂料密封，并在干燥環(huán)境中保存。當(dāng)然，對(duì)本專利技術(shù)涂料而言，優(yōu)選現(xiàn)制現(xiàn)用。可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何合適方法將本專利技術(shù)涂料應(yīng)用于待涂覆材料表面，例如輥涂、噴涂、浸涂、刷涂、刮涂等。在將所述涂料應(yīng)用于待涂覆材料表面上后，任選在弱酸存在下使涂膜中的SixOjri (OH) y (OR) z微細(xì)粒子進(jìn)一步水解，其中弱酸可例如為甲酸、乙酸、丙酸或草酸，其濃度為O. 1-10重量％，優(yōu)選為O. 5-6重量％。在進(jìn)一步的水解過(guò)程中，由于SixOjri(OH)y(OR)z微細(xì)粒子已均勻分散且基本固定在涂膜中，因此水解所得二氧化硅納米粒子的縮合度基本不會(huì)提高，即繼續(xù)保持為約I-IOnm,由此獲得二氧化娃納米粒子均勻分布在其中的最終涂層。 (實(shí)施例I)將正硅酸乙酯加入反應(yīng)釜中，然后，在250rpm的攪拌速度下將乙醇加入反應(yīng)釜中，再以3ml/min的滴加速度滴加O. 05mol/L的稀鹽酸到反應(yīng)釜中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌15分鐘，反應(yīng)釜溫度用循環(huán)冷凍水控制在20°C，獲得由Si2O(OH)2(OR)4, Si3O2 (OH)2(OR)6,Si3O2 (OH) 3 (OR) 5溶膠粒子組成的無(wú)色透明的SixOjri (OH) y (OR) z醇溶膠混合物。粒度儀測(cè)量結(jié)果表明所得SixOjri (OH) y (OR) z醇溶膠的SixOjri (OH) y (OR) z微細(xì)粒子的粒徑為l_6nm。將聚偏氟乙烯分散在二甲苯、乙酸丁酯和異佛爾酮的重量比為7 2 I的混合溶劑中形成氟碳樹(shù)脂分散體系，其固含量為40重量％。將所得SixOjri(OH)y(OR)z醇溶膠加入氟碳樹(shù)脂分散體系中，再加入消泡劑(市本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高性能涂料的制備方法，所述方法包括以下步驟：1)攪拌下將有機(jī)醇混合到裝有正硅酸有機(jī)酯Si(OR)4的反應(yīng)器中，再滴加稀酸或稀堿至溶液中，用循環(huán)冷凍水將反應(yīng)溫度控制在室溫，攪拌10？20min，獲得含有結(jié)構(gòu)式為SixOx？1(OH)x？1(OR)x？1溶膠粒子的醇溶膠，以下稱為SixOx？1(OH)y(OR)z醇溶膠，其中：x為大于0的整數(shù)；z為大于0的整數(shù)；2x+2＝y(tǒng)+z；和R表示具有2？9個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，優(yōu)選具有2？6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選乙基；2)將SixOx？1(OH)y(OR)z醇溶膠、成膜組分、顏料和填料以及助劑在溶劑中混合；3)出料、包裝。

【技術(shù)特征摘要】
1.ー種高性能涂料的制備方法，所述方法包括以下步驟 1)攪拌下將有機(jī)醇混合到裝有正硅酸有機(jī)酯Si(OR)4的反應(yīng)器中，再滴加稀酸或稀堿至溶液中，用循環(huán)冷凍水將反應(yīng)溫度控制在室溫，攪拌10_20min，獲得含有結(jié)構(gòu)式為SixOx-I (OH)(OR)溶膠粒子的醇溶膠，以下稱為SixOx-I (OH)y (OR)z醇溶膠，其中 X為大于O的整數(shù)； z為大于O的整數(shù)；2x+2 = y+z ;和 R表示具有2-9個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，優(yōu)選具有2-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選こ基； 2)將SixOjri(OH)y(OR)z醇溶膠、成膜組分、顏料和填料以及助劑在溶劑中混合； 3)出料、包裝。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高性能涂料的制備方法，其特征在干步驟I)中正硅酸有機(jī)酯Si (0R)4為正娃酸こ酷,正娃酸異丙酷，四丁基正娃酸酯中ー種。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高性能涂料的制備方法，其特征在干步驟I)中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)志勇，李昊，耿雷，陶月明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇考普樂(lè)新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：