[发明专利]紫外光固化丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料及其制法

权利要求书

1、一种用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于先按如下步骤形成插层改性化学键接枝的丙烯酸酯官能化纳米蒙脱土：

(1)丙烯酸酯改性剂的合成

由二异氰酸酯与羟基官能化丙烯酸酯以摩尔比1∶1，在惰性气氛和冰水浴、溶剂及按反应物重量0.05-0.2％的金属锡化合物催化剂存在下反应2-4小时，再升温至50-60℃，加入按反应体系双键摩尔数0.1-0.5％的阻聚剂继续反应4-8小时，获得带有异氰酸根基团的丙烯酸酯改性剂；

(2)无机纳米蒙脱土的烷基季铵盐插层改性

按重量份将无机纳米蒙脱土0.5-2份、水5-20份，在60-80℃，以500-3000转/分钟的转速搅拌至形成稳定的蒙脱土悬浮液；再往悬浮液中加入按蒙脱土重量1-10％的有机长链烷基季铵盐，在60-80℃，以500-3000转/分钟的转速搅拌12-48小时，过滤后，将沉淀物用热水洗涤除去未插层的长链烷基季铵盐，将烷基季铵盐插层改性的蒙脱土产物分散于水中形成重量百分浓度为1-20％的水分散液；

(3)烷基季铵盐插层改性纳米蒙脱土的丙烯酸酯官能化改性

按体积份将70-100份烷基季铵盐插层改性纳米蒙脱土的水分散液与50-200份甲苯在110-120℃、500-2000转/分钟的转速搅拌下回流除水，蒙脱土由水相转至甲苯相，降温至40-100℃，加入按有机蒙脱土重量5-20％的丙烯酸酯改性剂、0.05-0.2％的金属锡化合物催化剂和按体系双键摩尔数0.1-0.5％的阻聚剂，在惰性气氛下反应24-48小时；将所得反应产物过滤，然后用甲苯抽提除去未接枝上的丙烯酸酯改性剂，烘干，研磨，过筛，即得丙烯酸酯官能化纳米蒙脱土；

再按重量比为丙烯酸酯低聚物50-70％、丙烯酸酯单体20-40％、自由基紫外光引发剂1-5％和丙烯酸酯官能化蒙脱土1-10％混合，分散均匀，即得到紫外光固化丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料。

2、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯或间-二甲苯二异氰酸酯。

3、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述羟基官能化丙烯酸酯选自甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。

4、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述溶剂选自二氧六环、甲苯、苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃或/和N-甲基吡咯烷酮。

5、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述无机纳米蒙脱土包括Na-蒙脱土、K-蒙脱土、Ca-蒙脱土、Mg-蒙脱土、Li-蒙脱土、H-蒙脱土、天然蒙脱土或/和无机盐合成蒙脱土。

6、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述有机季铵盐包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、甲基丙烯酸二甲氨乙酯三甲基氯化铵、对乙烯基苯-三甲基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、对乙烯苯甲基-十二烷基二甲基氯化铵或/和对乙烯苯甲基-十六烷基二甲基氯化铵。

7、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述丙烯酸酯低聚物包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物或/和丙烯酸酯低聚物。

8、如权利要求1所述用于紫外光固化的丙烯酸酯/改性蒙脱土纳米复合材料的制备方法，特征在于所述丙烯酸酯单体为单官能团丙烯酸酯单体、双官能团丙烯酸酯单体、三官能团丙烯酸酯单体或/和多官能团丙烯酸酯单体。