[发明专利]TiO2改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及光固化有机‑无机杂化涂料技术领域，公开了一种TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料及其制备方法，该涂料由以下重量百分比的组分组成：丙烯酸树脂40~70 wt.%，双键功能化的有机硅氧烷20~50 wt%，有机钛醇盐1~10 wt%，光产酸剂2~8 wt%，自由基光引发剂2~8 wt%。该制备方法是将有机钛醇盐加入到双键功能化的有机硅烷中，搅拌均匀后，再加入一定量的丙烯酸树脂、光产酸剂和自由基光引发剂，搅拌均匀后制得均一的紫外光固化涂料。本发明的涂料制备工艺简单易行，配方不含任何有机溶剂及活性稀释剂，绿色环保；所得复合涂料的硬度高，耐磨性好，透光率高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及光固化有机-无机杂化涂料，属于涂料领域，具体涉及TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯涂层具有优良的光学透明性、极好的可见和红外区透过率、质轻而不易破碎等优点，在光学领域有着广泛的应用。但由于其硬度过低、耐磨差等，一定程度上限制了其在工业上的应用。

将纳米粒子引入到聚丙烯酸酯网络中，可以有效结合纳米粒子和聚合物两者的特性，从而提升聚丙烯酸酯涂层的硬度和耐磨性，实现其工业应用价值。中国专利200780026733.0在聚丙烯酸酯中添加八水合氢氧化钡纳米粒子来提升涂层的抗冲击强度。由于纳米粒子的高表面能，导致其很容易团聚，难以实现在聚丙烯酸酯中的良好分散。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料，实现TiO₂在聚合物基体中的良好分散，该制备工艺简单易行，绿色环保，硬度高，耐磨性好，透光率高，具有广阔的应用前景。

技术方案：本发明提供了一种TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料，该涂料的各组分原料重量百分比为：丙烯酸树脂40~70 wt.%，双键功能化的有机硅氧烷20~50 wt%，有机钛醇盐1~10 wt%，光产酸剂2~8 wt%，自由基光引发剂2~8 wt%。

优选地，所述的丙烯酸酯树脂为以下任意一种：双官能团丙烯酸酯、双官能团甲基丙烯酸酯、三官能团丙烯酸酯、三官能团甲基丙烯酸酯、四官能团丙烯酸酯或四官能团甲基丙烯酸酯。

优选地，所述的双键功能化的有机硅氧烷为以下任意一种：乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述的有机钛醇盐为以下任意一种：钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、钛酸正丙酯或钛酸乙酯。

优选地，所述的光产酸剂为以下任意一种：双（十二烷基苯）碘六氟锑酸盐、双（十二烷基苯）碘六氟磷酸盐、4,4'-二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐或二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐。

优选地，所述自由基光引发剂为以下任意一种：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮、4-对甲苯巯基二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、二苯甲酮或异丙基硫杂蒽酮。

本发明还提供了一种TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料的制备方法，先将有机钛醇盐加入到双键功能化的有机硅烷中，搅拌均匀后，再加入丙烯酸树脂、光产酸剂和自由基光引发剂，搅拌均匀后制得TiO₂改性的聚丙烯酸脂/有机硅杂化涂料。