[发明专利]一种ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料及制法

说明书

本发明涉及高导热技术领域，且公开了一种ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料，通过巯基‑烯点击化反应，得到ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料，经过甲基丙烯酸缩水甘油酯改性后的ZnO由亲水性转变为了明显的疏水亲油性，三维ZnO纳米花在涂料表面形成分布均匀的微‑纳米粗糙结构，使涂料具有非常好的疏水性，能够作为防水涂层，ZnO引入使腐蚀过程的控制由扩散控制转变为了电荷转移过程的控制，提高了涂层界面阻抗，引入高比表面积的ZnO纳米花，具有非常好的紫外光吸收能力，赋予了材料抗紫外耐老化性能，提高了涂料的使用寿命，同时纳米材料与基体的高界面结合度也提升了材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及高导热技术领域，具体为一种ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料及制备方法。

背景技术

由于质量轻、化学性质稳定、成本低等优点使塑料成为了日常生活中最常见也最常使用的材料，被广泛的应用在各个领域，然而塑料也非为许多种，也具有各种不同的性质，从柔软透明的保鲜膜到坚硬的安全头盔都是塑料，而塑料的组要成分为树脂，因此也被称为合成树脂，塑料的主要性质基本都由树脂决定，常见的树脂有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等，都是高分子聚合物，其中聚甲基丙烯酸甲酯也被称为亚克力或有机玻璃，具有高透明度、低价格、韧性强、易于机械加工等优点，经常使用玻璃的代替材料，也可作为涂料。

聚甲基丙烯酸甲酯，本身是一种性能非常优秀的涂料，但是并不具备抗紫外等性能，纳米ZnO，是一种新型的高功能无机材料，由于其独特的表面效应、体积效应、量子效应和介电限域效应等，作为添加材料可以赋予基体抗紫外、增强基体机械性能等诸多优异的性能，但是纳米ZnO由于其高比表面积与高表面自由能，简单的物理共混易发生团聚现象，且纳米ZnO亲水疏油性强，在有机基体中难以分散均匀，而通过化学接枝的方式可以解决团聚的问题，赋予聚甲基丙烯酸甲酯涂料基体材料更好的性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料及制备方法，解决了纳米ZnO在聚甲基丙烯酸甲酯基体中分散性差，易发生团聚的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料制备方法包括以下步骤：

(1)将硝酸锌、氢氧化钠、六亚甲基四胺与十六烷基三甲基溴化铵溶解于去离子水中，搅拌均匀后，将混合溶液转移至聚四氟乙烯内胆中，于电阻炉内，于110-140℃下进行水热反应8-12h，冷却至室温，分离洗涤、鼓风干燥，得到三维ZnO纳米花；

(2)将三维ZnO纳米花与甲基丙烯酸缩水甘油酯加入至N,N-二甲基酰胺溶剂中，加热搅拌反应，分离洗涤、真空干燥得到烯基化三维ZnO纳米花；

(3)将甲基丙烯酸甲酯、巯基乙酸与偶氮二异丁腈加入至乙酸乙酯溶剂中，于氮气氛围中，60-80℃下，聚合12-20h，减压脱除溶剂，真空干燥，得到端羧基聚甲基丙烯酸甲酯；

(4)将端羧基聚甲基丙烯酸甲酯加入至1,4-二氧六环溶液与二氯甲烷的混合溶剂中，再逐滴加入N,N'-二异丙基碳二亚胺与吡啶对甲苯磺酸盐的二氯甲烷溶液，搅拌30-50min，加入对羟基苯硫酚，反应40-60h，蒸发洗涤，真空干燥，得到巯基化聚甲基丙烯酸甲酯；

(5)将巯基化聚甲基丙烯酸甲酯与烯基化三维ZnO纳米花加入至N，N-二甲基酰胺溶剂中，超声分散30-40min，再进行恒温紫外照射反应，分离提纯，真空干燥，得到ZnO纳米花接枝聚甲基丙烯酸甲酯复合涂料。

优选的，所述步骤(1)中硝酸锌、氢氧化钠、六亚甲基四胺与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为100:210-290:60-90:5-12。

优选的，所述步骤(2)中三维ZnO纳米花与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:25-35。