[发明专利]一种剪切增稠液、涂料及其制备方法及涂料的用途

说明书

本发明公开了一种剪切增稠液、涂料及其制备方法及涂料的用途，该剪切增稠液包括：改性的纳米氧化物粉末和季铵盐；所述季铵盐是将咪唑类试剂与卤代醇或卤代烷烃进行季铵化反应得到的；所述改性的纳米氧化物粉末是通过将纳米氧化物粉末与氨基硅氧烷偶联剂进行偶联接枝反应得到的。本发明上述实施方式提供的本实施例提供的剪切增稠液中，改性的纳米氧化物粒子和季铵盐二者的协同作用，使改性的纳米氧化物粉末/室温下的液态的季铵盐基的剪切增稠更容易发生，剪切增稠更显著。

技术领域

本发明涉及防护领域、涂层领域，尤其是涉及一种剪切增稠液、涂料及 其制备方法及涂料的用途。

背景技术

为了降低和防止爆炸所产生的爆轰产物对目标的破坏，提高材料的抗爆 性能，通常情况下是采用增加防护介质的厚度、采用复合结构和开发新材料 等方法，其中增加介质厚度会影响机动性反而对生存能力产生影响，复合结 构的复杂性也限制了部分技术的应用。因此，引入新材料提高介质的抗冲击、 防爆性能成为了一种有效的手段。

目前在防护领域中引入的新材料主要包括合金化合物、织物纤维以及一 些高分子材料，由于高分子材料中的剪切增稠液(Shear thickening fluid， STF)具有吸能特性优异、与涂层的相容性好、抗菌及耐腐蚀效果好等特点， 将其加入聚氨酯涂层中，能够满足现代军事地面及临时防护的要求，可以在 防护领域中广泛应用。

STF主要是由纳米分散相和高分子量分散介质组成。在遭受能量冲击时，STF可以通过纳米粒子的团聚来吸收能量，减少冲击能量。但由于纳米分散 相中的纳米粒子本身的粒径比较小，纳米粒子在未受到外界作用力时也会产 生自团聚的现象，导致剪切增稠液的吸能效果降低，从而影响到涂层的防护 保护效果。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种剪切增稠液的制备方法，该剪切增稠液的制备 方法中，通过采用氨基硅氧烷偶联剂对纳米氧化物粒子的表面进行改性，使 得纳米氧化物粒子表面接枝有氨基硅氧烷基团，使得改性的纳米氧化物粒子 具有较强的疏水性，能够降低剪切增稠液中的纳米粒子的自聚团现象，此外 该方法将季铵盐(离子液体)作为分散介质，利用纳米粒子表面基团与离子 液体之间的范德华力或者氢键的相互作用，能使剪切分散的更均匀，提高剪 切增稠液的防爆效果。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种剪切增稠液，包括：改 性的纳米氧化物粉末和季铵盐；所述季铵盐是将咪唑类试剂与卤代醇或卤代 烷烃进行季铵化反应得到的；所述改性的纳米氧化物粉末是通过将纳米氧化 物粉末与氨基硅氧烷偶联剂进行偶联接枝反应得到的。

在一些实施例中，改性的纳米氧化物粉末占季铵盐质量的23％～43％。

根据本发明的第二方面，提供了一种剪切增稠液的制备方法，包括：将 纳米氧化物粉末与氨基硅氧烷偶联剂进行偶联接枝反应，得到改性的纳米氧 化物粉末；将咪唑类试剂与卤代醇或卤代烷烃进行季铵化反应，得到相应的 季铵盐；将所述改性的纳米氧化物粉末分散在所述季铵盐中，得到剪切增稠 液。

在一些实施例中，所述将纳米氧化物粉末与氨基硅氧烷偶联剂进行偶联 接枝反应，得到改性的纳米氧化物粉末，包括：将纳米氧化物粉末与乙醇的 水溶液混合均匀得到第一混合液；将氨基硅氧烷偶联剂放入纯净水中，并超 声分散均匀，得到水解的偶联剂；将水解的偶联剂与所述第二混合液混合均 匀，并调节溶液的PH值在所述纳米氧化物粉末对应的PH值范围内，并在 70-90℃温度环境下搅拌至反应完全后得到混合物；提取所述混合物中的沉淀 并干燥得到所述改性的纳米氧化物粉末。