[发明专利]一种自分层有机-无机纳米复合乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自分层有机-有机纳米复合乳液，可用于制备各种性能优良的涂层材料，可在建筑，金属，木器加工，家具制造等行业应用，属于新材料和涂料技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，对丙烯酸及其酯和苯乙烯的聚合物不仅要求具有优良的性能，在节能、环保、低碳方面也提出了更高的要求。丙烯酸酯类单体具有碳碳不饱和双键，经聚合后生成聚丙烯酸酯。其主链为碳碳链，有很高的光、热和化学稳定性，因此丙烯酸酯乳液具有很好的耐候性、抗污性、耐溶剂等性能。另外，除了以上跟单体结构相关的特点外，它还具有防腐、耐水、成膜性好、保色性佳、施工性能良好、使用安全等优点。又因其成本低、玻璃化温度高。这类产品多用作打磨底漆，也用于要求不高的装饰性涂料或临时保护涂料。利用不同工艺方法制备的水性丙烯酸酯类涂料可应用于许多领域，如皮革涂饰、纤维处理、塑料、玻璃涂装及金属的防腐、防锈、木器、外墙的装饰等。

但是，传统的丙烯酸酯乳液在组成上相对简单，由于自身结构的限制，这些简单的结构单元很难满足一些具有高性能要求的应用领域。主要表现在乳液成膜干燥后热粘冷脆、抗回粘性差、存，漆膜的抗划伤性、柔韧性、耐磨性也较差，市场上主要作为中低档产品使用。为提高丙烯酸酯及苯乙烯等聚合物乳液的性能，提高性价比，扩大其应用范围，通常需对其改性。

目前对丙烯酸酯及苯乙烯等聚合物乳液的改性研究主要集中在用环氧树脂、聚氨酯、硅烷偶联剂及含氟单体等进行改性，在聚丙烯酸酯乳液合成配方中引入交联剂或无机纳米粒子来提高漆膜的玻璃化温度及硬度，进行粒子组成与结构设计，如采用核壳乳液聚合、无皂乳液聚合或细乳液聚合技术等方面。

本发明在乳液合成与纳米材料改性研究最新技术进展的基础上，利用原位技术来合成自分层有机-无机纳米复合乳液。本发明所提供的自分层有机-无机纳米复合乳液，其涂层具有自分层结构，硬度高、柔韧性和抗划伤性好，克服了目前存在于丙烯酸酯涂层的硬度与韧性、玻璃化温度(影响回粘性)与成膜温度间的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自分层有机-无机纳米复合乳液，该乳液由混合单体，无机组分和辅助成分组成：

按质量百分比，混合单体由下述组分组成：

无机组分与混合单体的质量百分比为0.5～10％：

辅助组分与混合单体的质量百分比为：

其中，所述的无机组分选自纳米SiO₂、硅溶胶、纳米TiO₂、正硅酸乙酯或钛酸正丁酯中的任1种；所述的其它功能单体是乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯中的任意1种或2～3种的混合物。