CN101735683A

CN101735683A - 一种晶须增强耐磨涂料的制备方法

Info

Publication number: CN101735683A
Application number: CN201010017962A
Authority: CN
Inventors: 郭斌; 银鹏; 姚立
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明涉及一种通过原位聚合技术将钛酸钾晶须均匀分散于丙烯酸树脂中，从而制备晶须增强丙烯酸耐磨涂料的新方法。该涂料具有优异的耐磨性、保光保色性和户外老化性能，且干燥快、施工方便。该涂料适用于道路标志漆、甲板漆、地板漆等领域。

Description

一种晶须增强耐磨涂料的制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，涉及一种通过原位聚合技术将钛酸钾晶须分散于丙烯酸树脂中，从而制备晶须增强丙烯酸耐磨涂料的新方法，可用于路线漆、地板漆、甲板漆等领域。

背景技术

耐磨涂料作为一种功能涂料应用十分广泛，将其涂覆于器材的表面，可以大大减少器材的磨损，显著提高经济效益。

丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。根据结构和成膜机理一般可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。

目前，热塑性丙烯酸树脂由于硬度较低，未用于耐磨涂料领域。填料是耐磨涂料的一个重要组成部分，通过在热塑性丙烯酸树脂中加入高硬度磨料，如刚玉、金刚砂、石英、氮化硼、无机晶须(硫酸钙、碱式硫酸镁、钛酸钾)等，有望制备具有优异的耐光性及户外老化性能的丙烯酸耐磨涂料。

钛酸钾晶须是世界上最新一代高性能复合材料增强剂，它的尺寸细小、结晶完美，具有高强度、高模量、耐磨耗、耐高温、隔热、高的电器绝缘性及优异的红外反射等优良的力学性能和物理性能。可作为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、高分子基复合材料的补强增韧剂，目前已开发研制出多种高性能新型复合材料。晶须增强聚丙烯、钛酸钾晶须增强尼龙近年来已有报道，都得到了很好的性能改善。而采用钛酸钾晶须对丙烯酸树脂进行增强而用于耐磨涂料的报道在国内还鲜有见到。

同时，填料的粒度与分散的效果都在很大程度上影响着耐磨涂料的耐磨性。填料的粒度越小，越容易获得纳米材料所具有的高表面能，用于聚合物增强时，就可以取得很好的增强效果；填料粒子在耐磨涂料中分散的效果越好，涂料的耐磨性也越高。因此，钛酸钾晶须如何有效均匀分散于丙烯酸树脂中是影响耐磨效果的技术关键。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术关键因素，以原位聚合技术将钛酸钾晶须分散于丙烯酸树脂中，提供一种制备晶须增强丙烯酸耐磨涂料的新方法。

为达到上述目的，本发明采用的制备方法是：

(1)硅烷偶联剂改性钛酸钾晶须

称取一定量的钛酸钾晶须(K₂TiO₃)加入到适量无水乙醇中，而后进行超声波分散约20min，加入一定量硅烷偶联剂，搅拌均匀，并逐渐滴加稀NaOH调节pH值，移至恒温集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应1h后，抽滤，干燥后得样品。

其中，所述硅烷偶联剂为：CH₂＝C(CH₃)COOCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

(2)将丙烯酸单体与改性后的晶须进行原位聚合

用一定量的丙烯酸单体、引发剂、溶剂，在82℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合一定时间，形成预聚物，再按照一定比例加入改性过的钛酸钾晶须，继续聚合一定时间，控制树脂的固含量，出料。

其中，所述丙烯酸单体为：甲基丙烯酸甲酯(MMA)，丙烯酸丁酯(BA)；

所述溶剂为：二甲苯；所述引发剂为：过氧化(二)苯甲酰(BPO)

本发明优点在于：

1)本发明中钛酸钾晶须在丙烯酸树脂中分散效果较好。

2)本发明所制备的丙烯酸耐磨涂料具有优异的耐磨性(JM-4型磨耗仪测定，天津市精科材料实验厂)。

3)本发明所制备的丙烯酸耐磨涂料具有良好的保光保色性。

4)本发明所制备的丙烯酸耐磨涂料具有优异户外老化性能。

5)本发明所制备的丙烯酸耐磨涂料干燥快、施工方便。

具体实施方式

实施例1：硅烷偶联剂改性钛酸钾晶须可以是按照下列方法获得的：

称取2份钛酸钾晶须(K₂TiO₃)加入到20份无水乙醇中，而后进行超声波分散约20min，加入1份硅烷偶联剂，搅拌均匀，并逐渐滴加稀NaOH调节pH＝10.2，移至恒温集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应1h后，抽滤，干燥后得样品。

实施例2：取一定比例的丙烯酸单体(25份MMA，25份BA)，1份BPO，50份二甲苯，在82℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入1.5份改性过的钛酸钾晶须，继续聚合反应60～80分钟，至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

实施例3：取一定比例的丙烯酸单体(25份MMA，25份BA)，2份BPO，50份二甲苯，在82℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入2份改性过的钛酸钾晶须，继续聚合反应60～80分钟，至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

实施例4：取一定比例的丙烯酸单体(25份MMA，25份BA)，1份BPO，50份二甲苯，在82℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；再加入2.5份改性过的钛酸钾晶须，继续聚合反应60～80分钟，至树脂的固含量为50％左右结束，出料。其余同实施例1。

Claims

1.一种晶须增强耐磨涂料的制备方法，其特征在于：改性钛酸钾晶须可以是按照下列方法获得的：

称取2份钛酸钾晶须(K₂TiO₃)加入到20份无水乙醇中，而后进行超声波分散约20min，加入1份硅烷偶联剂，搅拌均匀，并逐渐滴加稀NaOH调节pH＝10.2，移至恒温集热式恒温加热磁力搅拌器中，反应1h后，抽滤，干燥后得改性钛酸钾晶须。

2.根据权利要求1所述的一种晶须增强耐磨涂料的制备方法，其特征在于：所述晶须包括钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须。

3.根据权利要求1所述的一种晶须增强耐磨涂料的制备方法，其特征在于：按反应单体总重量的百分比3～5％添加改性钛酸钾晶须。

4.根据权利要求1所述的一种晶须增强耐磨涂料的制备方法，其特征在于：可以是按照下列方法获得的：

取一定比例的丙烯酸单体(25份MMA，25份BA)，1份BPO，50份二甲苯，在82℃的恒温加热搅拌器中反应。先聚合20分钟，形成预聚物后；按比例再加入改性过的钛酸钾晶须，继续聚合反应60～80分钟，至树脂的固含量为50％左右结束，出料。