[发明专利]一种含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体及制备方法和应用

说明书

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用。含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体，其包括以下组分：羟基丙烯酸树脂和Janus二氧化硅。制备方法为：将经过溶液聚合制备的羟基丙烯酸树脂加入N‑N二甲基乙醇胺进行中和后加热到80～95℃；中和后的羟基丙烯酸树脂第一次滴加Janus二氧化硅分散液得到的第一混合液；第二次滴加Janus二氧化硅分散液得到的第二混合液；再滴加水得到含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体。本发明通过引入Janus二氧化硅制备得到的复合丙烯酸分散体，成膜后硬度高，相比于单一丙烯酸分散体成膜后的耐盐雾和耐溶剂擦拭性能更佳。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用。

背景技术

市场上涂料用常规且用量极大的水性成膜物质，如丙烯酸乳液、丙烯酸分散体、水性聚氨酯以及环氧分散体。为提高上述分散体的性质，进行改性，其可分为有机改性和无机改性。有机改性包括环氧改性丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液等，可以提高其性能，但是丙烯酸为基体进行的有机改性仍不能解决丙烯酸自身存在的热粘冷脆的缺陷。

无机改性，是在有机基体中引入无机纳米粒子，在不破坏有机基体特点的前提下，提高复合材料的性能。对于丙烯酸的无机改性，引入的无机纳米粒子能够很好地改善上述提到的热粘冷脆的缺点。但是，无机改性常用的技术为冷拼，在有机乳液中掺杂功能性无机物，尤其是无机纳米粒子，如二氧化硅、氧化锌和二氧化钛等。由于无机物与有机物之间的表面性能差异，冷拼方法制备的复合乳液/分散体稳定性较差。在工业界中应用难度较大，无法进行产业化。

综上，现有技术中，对于丙烯酸的改性存在以下缺点：

普通丙烯酸乳液通过特殊的粒子结构设计，如核壳结构，能够在一定程度上改善丙烯酸自身的热粘冷脆问题，利用类似于环氧改性丙烯酸类的有机改性能够提升丙烯酸的性能，但在特殊性能要求领域指标仍然无法满足；

采用冷拼的方法在丙烯酸体系中引入无机组份，可以改善成膜后性能，但本身的稳定性差，无法长时间储存；

采用有机无机杂化将纳米粒子复合到高分子链上技术难度较大。采用有机无机杂化方法复杂，技术门槛高，目前市售产品不多且价格高昂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体，通过引入Janus二氧化硅纳米粒子，解决了丙烯酸分散体与二氧化硅粒子共混稳定性差的问题以及提高了最后的成膜性能。

相应的，本发明还提供上述含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体的制备方法和应用。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体，其包括以下组分：羟基丙烯酸树脂和Janus二氧化硅。

可选地，Janus二氧化硅的一侧经过疏水基团改性，一侧为未改性；Janus二氧化硅主要由二氧化硅溶胶经过KH560或/和十二烷基三甲氧基硅烷改性而成。

可选地，各组分按重量份分别为：羟基丙烯酸树脂180～220份、Janus二氧化硅5～20份。

第二方面，本发明还提供上述含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体的制备方法，其包括以下步骤：将羟基丙烯酸树脂分散于Janus二氧化硅分散液中得到所述含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体。

可选地，羟基丙烯酸树脂采用相反转法制得所述含二氧化硅复合羟基丙烯酸分散体。

具体的，其包括以下依次进行的步骤：