[发明专利]具有表面迁移性的纳米SiO2

说明书

本发明公开了具有表面迁移性的纳米SiO₂微球的制备方法及纳米SiO₂，涉及高分子材料合成领域，基于现有的纳米SiO₂直接填充到光涂料中时易在整个涂层中都分布有二氧化硅粒子，导致涂层质量不稳定的问题而提出的，本发明包括以下步骤：将四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷溶解于溶剂中，加入酸或碱后，加入含活性位点的改性硅氧烷，获得带有活性位点的二氧化硅微球；将低表面能改性剂加入上述反应产物中，边加边搅拌，反应获得具有表面迁移性的纳米二氧化硅微球，本发明的有益效果在于：制备方法简单，利用本发明的制备方法获得的纳米二氧化硅微球具有向表面迁移的倾向，其在溶液中可上浮，制得的涂层具有耐候性、耐划伤性。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成领域，具体涉及一种具有表面迁移性的纳米SiO₂微球的制备方法及纳米SiO₂。

背景技术

纳米二氧化硅（SiO₂）是一种白色、无毒、无味、无污染的精细化工产品，其粒径大约在几纳米到几百纳米之间。由于其颗粒尺寸的微细化，比表面积大，使得SiO₂纳米粒子具有许多独特的性能和广泛的应用前景，如其具有良好的光电特性，补强、增稠、触变性，高温下仍具有高强、高韧、稳定性好的特性。纳米二氧化硅在涂料应用中也具有良好的特性，如：耐洗刷、耐划伤、耐候性、耐玷污性和自清洁性、抗菌性、疏水防腐性、透明性、提高硬度、热稳定性、提高粘度等。此外，其在塑料、橡胶、纤维和催化剂载体领域也有广泛的应用。

SiO₂纳米粒子经常被用来改善涂层性能，如增强表面硬度，提高抗耐划伤性能等。传统的方法是在涂料配方中加入一定量的二氧化硅粒子，分散在涂层配方中，涂层固化时一起固定在涂层里。实际上，利用二氧化硅增强涂层的表面性能，理想情况是二氧化硅在涂层表面即可，而不用在整个涂层中都分布有二氧化硅粒子。而且，大量的二氧化硅粒子在涂层中，还会造成涂层的透光性下降，粒子和涂层的相容性不好导致涂层脆裂，粒子在涂料配方中的分散稳定性不沉降等等问题。

发明内容

本发明所要解决的问题在于现有的纳米二氧化硅直接填充到光涂料中时易在整个涂层中都分布有二氧化硅粒子，导致涂层质量不稳定。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

具有表面迁移性的纳米SiO₂微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷溶解于溶剂中，加入酸或碱后，加入含活性位点的改性硅氧烷，获得带有活性位点的二氧化硅微球；

（2）将低表面能改性剂加入步骤（1）的反应产物中，边加边搅拌，反应获得具有表面迁移性的纳米二氧化硅微球。

优选的，所述步骤（1）中含活性位点的改性硅氧烷具有如下结构通式：

其中-R₁为-CH₃、-CH₂-CH₃或-CH₂-CH₂-CH₃，-R₂为-NCO、-NH₂、-SH、-CH(O)CH₂、CH₂=CHCOO-、CH₂=C(CH₃)COO-中的一种，其中n为2-4。