[发明专利]一种改性纳米SiO2及光固化复合弹性体材料

说明书

本发明公开了一种改性纳米SiO₂及光固化复合弹性体材料，所述改性纳米SiO₂由改性光引发剂与纳米SiO₂反应得到，所述改性光引发剂含有能够与纳米SiO₂表面偶联的基团；所述纳米SiO₂与改性光引发剂的质量比为(0.1～10)∶1；所述改性光引发剂由含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到。本发明提供的改性纳米SiO₂既可作为无机填料，也具备光引发功能，该改性纳米SiO₂具有更高的光引发剂接枝率，有效降低了纳米SiO₂的表面能，进一步改善了其在树脂体系中的分散性，进一步提高了其制备的光固化组合物的固化速率。该改性纳米SiO₂制备的光固化复合弹性体材料具备固化快、无收缩、高透明、高强高弹的特点，是一种综合性能优良的光固化有机—无机弹性体复合材料。

技术领域

本发明涉及光固化复合材料技术领域，更具体地，涉及一种改性纳米SiO₂及光固化复合弹性体材料。

背景技术

由于具备量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面界面效应等优异特性，纳米材料具有非常大的商业价值和广阔的应用前景。纳米SiO₂作为一种无机材料，常常被添加至光固化弹性体中，以增强弹性体的强度、耐刮性、耐候性等性能，然而纳米SiO₂比表面积大、表面能高，极易团聚、不易在有机体中分散，影响了纳米SiO₂的实际应用效果。另外在光固化技术中，光引发剂是必不可少的组分，而小分子光引发剂在使用过程中常常存在与体系相容性不好、易于凝聚和析出等问题。

目前，解决小分子光引发剂迁移问题的技术方案主要是将小分子光引发剂接枝至聚合物中，阻止其迁移。中国专利申请专利CN201110355051.2《一种可聚合的大分子光引发剂及其制备方法》将4-羟基二苯甲酮和甲醛溶液加到含有碱作催化剂的三口烧瓶中，经反应制备得到含苯甲酮的大分子光引发剂，再将该大分子光引发剂溶解于有机溶剂中，与三级胺和丙烯酰氯在室温下反应，经抽滤，洗涤，干燥，旋蒸得到可聚合的大分子光引发剂。该制备方法制得的光引发剂迁移性相对较小，但由于其分子量大，在使用过程中常常会导致体系粘度增大，且反应速率较慢。另外，中国专利申请CN201810963047.6《一种无机纳米粒子表面接枝型光引发剂及其应用》首先在纳米SiO₂表面接枝带氨基、环氧基的硅烷偶联剂，再将硫杂蒽酮类、蒽醌类光引发剂接枝于偶联剂末端，受两步接枝率影响，导致接枝率仅为5.36％，且此类光引发剂光能团活性低，并且该专利公开的接枝型光引发剂对产品的黄化现象严重，无法用于制备高透明度产品。

因此，需要开发出光引发剂接枝率更高的改性纳米SiO₂。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的改性纳米SiO₂中光引发剂接枝率低的缺陷，提供一种改性纳米SiO₂，提供的改性纳米SiO₂具有更高的光引发剂接枝率，有效降低了纳米SiO₂的表面能，进一步改善了其在树脂体系中的分散性，进一步提高了其制备的光固化组合物的固化速率。

本发明的另一目的在于提供上述改性纳米SiO₂在制备光固化组合物中的应用。

本发明的另一目的在于提供上述改性纳米SiO₂制得的光固化复合弹性体材料，提供的光固化复合弹性体材料具备固化快、无收缩、高透明、高强高弹的特点，是一种综合性能优良的光固化有机—无机弹性体复合材料。

本发明的还一目的在于提供上述光固化复合弹性体材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：