[发明专利]一种可低温固化的加硬液、制备方法及应用

说明书

本发明公开一种可低温固化的加硬液的制备方法，其包括以下步骤：将硅烷组合物搅拌均匀，得到溶液A；向溶液A中加入催化剂与去离子水，搅拌均匀得到溶液B；边搅拌边向溶液B中加入偶联剂，得到混合液C；向混合液C中加入溶剂、高分子溶液与流平剂，搅拌均匀得到可低温固化的加硬液；还公开了一种可低温固化的加硬液及应用。本发明通过添加不同组份及严格控制各组份的摩尔比，控制加硬液具有良好的成膜性和附着强度，以使成膜固化为加硬涂层时达到极佳的表面强度、耐摩擦和耐刮伤性能，并且其制备方法采用热固化方式，固化温度严格控制于80～100℃范围内，低于传统加硬液的固化温度，在固化过程中不会造成耐热性低的基质材料受高温变形。

技术领域

本发明涉及高分子基材表面改性技术领域，具体涉及一种可低温固化的加硬液、制备方法及应用。

背景技术

高分子材料因其具有原料充足、成型容易和成本低等优点在多个领域得到广泛应用，然而高分子材料的缺点在于其表面强度低、耐摩擦和耐划伤能力差，在使用过程中往往容易被磨损而导致外观改变甚至失效。目前常用的解决方法是在高分子基材表面涂覆加硬液，经固化后，在基材表面形成加硬涂层，提升基材是表面耐磨性，能有效保护基材，延长其使用寿命。

目前公开的热固化型加硬液往往固化温度较高，在固化过程中，耐热性能低的高分子基材容易因高温变形。例如，中国专利(申请号为202011585255)公开了一种由脂肪族环氧树脂和笼型聚倍半硅氧烷组成的加硬液，其固化温度为115℃；中国专利(申请号2019107499314)公开了一种由环氧硅氧烷树脂、交联剂、热引发剂及改性二氧化硅纳米粒子组成的硬涂膜，需要用紫外线和热固化方式双重固化，固化温度为120～180℃，此类加硬液在固化过程中会造成耐热性低的高分子材料变形，例如尼龙等基材。因此，低温热固化型的加硬液具有更大的应用前景。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明公开了一种可低温固化的加硬液、制备方法及应用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种可低温固化的加硬液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，将硅烷组合物搅拌均匀，得到溶液A；

步骤2，向所述溶液A中加入催化剂与去离子水，搅拌均匀得到溶液B；

步骤3，边搅拌边向所述溶液B中加入偶联剂，得到混合液C；

步骤4，向所述混合液C中加入溶剂、高分子溶液与流平剂，搅拌均匀得到可低温固化的加硬液。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述硅烷组合物、催化剂、去离子水、偶联剂的摩尔比为1：0.03～0.15：0.07～0.33：0.1～2。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述步骤1中，所述硅烷组合物至少一种为四乙氧基硅烷，所述四乙氧基硅烷与其它硅烷的摩尔比为1:0～1。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述步骤2中，所述催化剂为盐酸和乙酸中的一种或两种的组合，盐酸与乙酸的摩尔比为0～1:0～1。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述步骤2中，搅拌温度为20～80℃，搅拌时间为0.5～24h。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述步骤3中，搅拌温度为20～80℃，搅拌时间为0.5～10h。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述混合液C、溶剂和高分子溶液的质量百分比为1：10～100％：0～10％，所述流平剂的加入量与所述加硬液的质量比为0.1～0.5％。

上述的可低温固化的加硬液的制备方法，其中所述溶剂选自丁酮、甲苯、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种的组合，不同溶剂的体积比为50～100:0～50。