[发明专利]一种纳米TiO2改性聚丙烯酸酯涂饰剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯涂饰剂，为皮革化学品领域。

背景技术

皮革涂饰的目的是使革的颜色均匀，改善和修饰皮革表面上的缺陷，使成革的表面光亮、纹路美观，增强皮革的耐久性能。聚丙烯酸酯乳液及其涂膜具有较佳的耐候性、透明性、自然干燥性能、光泽性好(不易变黄)；尤其具有优异的附着力，在皮革涂饰剂方面占有重要地位，但是其本身所固有的缺点：耐水性差、透湿性差、涂膜硬度低、“冷脆热粘”、柔韧性差等又极大地限制了其应用。

纳米二氧化钛不仅具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，还具有紫外屏蔽效应、光催化效应等，现已被较多地与丙烯酸酯乳液复合以提高乳液的综合使用性能。但是由于纳米二氧化钛粒径小，比表面积大，表面原子严重配位不足，表面能高，处于非热力学稳定态，极易发生团聚，较低的分散性甚至会使涂膜的性能比原来下降或更差。故在将无机纳米TiO₂粒子与有机单体混合前，需要对其表面进行改性。

偶联剂是一种常见的改性无机纳米粒子的试剂。偶联剂是具有两性结构的物质。其分子中的一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应,形成强有力的化学键合,另一部分基团可与有机基体发生某些化学反应或物理缠扰,从而将两种差异很大的材料牢固的结合起来,使无机填料和有机基体之间产生具有特殊功能的“分子桥”。

铝锆偶联剂是美国CAVEDON化学公司于1983年成功开发的，该产品是含铝锆的低分子量无机聚合物，在其分子主链上络合两种有机配位基。一种配位基可赋予偶联剂良好的羟基稳定性和水解稳定性，另一配位基可赋予偶联剂有良好的有机反应性，有机配位基可与其他有机物聚合反应，将无机填料和聚合物连接起来。铝锆偶联剂与无机填料的反应主要是通过Al-Zr之间的螯合来 实现的。由于其对无机填料的表面改性不可逆，故不仅可以改善填料的分散性及降低体系的粘度，而且由于有机官能团的作用，大大提高了填料和基料的结合力，增强复合体系的强度。铝锆偶联剂分子结构中含有两个无机部分(锆和铝)和一个有机功能配位体，因此它具有其它偶联剂所没有的性能：加工温度低，室温和常温下即可与填料相互作用；偶联反应快，分散性好，可使改性后的无机填料与聚合物易于混合，能增大无机填料在聚合物中的填充量；价格低廉，约为硅烷偶联剂的一半。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯涂饰剂；

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯涂饰剂，以重量份计包括：

a、去离子水350～510份；

b、引发剂0.5～2.3份，引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾中的一种；

c、乳化剂5.2～8.6份，乳化剂包括AEO-9、十二烷基硫酸钠、PEG-400、司盘-60；

d、丙烯酸烷基酯57～84份，包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八酯；

e、甲基丙烯酸烷基酯21～35份，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯；

f、芳基不饱和单体11～19份，芳基不饱和单体为苯乙烯；

h、交联单体8～13份，包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种；

i、偶联剂5～8份，偶联剂为铝锆偶联剂；

j、纳米二氧化钛6～9份；

先将组分i和j加入到50份组分a中，于55℃搅拌反应30分钟，形成纳米二氧化钛分散液；

组分b与20份组分a、纳米二氧化钛分散液形成引发剂水溶液，待用；

将剩余的组分a置于反应釜中，加入全部的组分c，加热至55～60℃，搅拌溶解后，加入全部的组分d、e、f，搅拌乳化30分钟；

反应釜搅拌升温至65～68℃，加入5份引发剂水溶液，保温反应30分钟；

均匀滴加剩余引发剂水溶液和组分h，2～3小时滴完，再保温反应2小时，降温、过滤即得所述涂饰剂。

铝锆偶联剂与填料的反应主要是通过氢氧化锆和氢氧化铝基团的缩合作用，可与羟基化的表面形成共价键联结，其对无机材料界面改性是不可逆的，可改善其分散性及降低体系粘度，此外，铝锆偶联剂还含有至少一种别的与聚合分子键合的官能团，以获得良好的界面结合。本发明使用的铝锆偶联剂含有带双键的有机基团，可以与丙烯酸酯、苯乙烯及交联单体发生共聚合反应，将二氧化钛链接到聚合物大分子链上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：