CN103305124B

CN103305124B - 纳米SiO2复合有机硅氟树脂防污涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103305124B
Application number: CN201310212685.1A
Authority: CN
Inventors: 师进生; 姚慧民; 索惠惠; 房梅梅
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2013-06-01
Filing date: 2013-06-01
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-06-01
Also published as: CN103305124A

Abstract

本发明公开了一种新型、高效纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料及其制备方法。开发出新一代防污自洁透明涂料，它具有优异的耐水防渗性能，可防止水分渗透进入材料内部，延长材料寿命，有效避免污染物随水分毛细作用在材料表面的渗透沾污，大幅降低污染物的粘附力通过简单的清水冲刷或擦拭即可清除污物。本产品透明、透气、安全，涂覆后不会损害材料原有风格和品质，可广泛应用于各类常用建筑装饰材料的防污处理，尤其是瓷砖表面的处理。该防污涂料可以渗透到瓷砖的表面缺陷并通过化学键使防污涂料涂层与基体之间紧密粘结并在表面形成光滑致密的防污层，具有防污、耐磨、表面易清理的特点。

Description

纳米SiO2复合有机硅氟树脂防污涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，涉及一种纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，当前人们对装饰材料质量的要求也逐渐提高，而市售的装饰材料如抛光砖、瓷板砖等，因其耐磨、耐腐蚀、强度高、表面光滑、花纹色彩丰富逼真深受欢迎。但因其在烧制及开光过程中其表面会形成很多细小微孔，由于表面吸附和毛细管作用使瓷砖表面，易污染难清理，严重影响了瓷砖的清洁和美观。这就需要用防污涂料进行处理。

当前市场上出售的防污涂料主要有苯乳胶、聚乙烯、硅油和地板蜡等几种类型，这些产品主要是通过在基材表面形成一层憎水层来改善基材的表面结构，低表面张力的憎水层能疏水防污，但这些防污剂共同的缺点是其涂层与瓷砖的粘结性差，不耐磨。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料。它加入了适当的偶联剂提高了防污涂料在瓷砖等基材表面的粘结性、耐磨性。我们运用纳米SiO₂的特殊性能和氟能极好的降低表面张力的性质，制备了一种具有优良的耐高低温性、耐潮湿性、憎水性、耐沾污和耐化学腐蚀性能的纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料。

本发明提供的纳米二氧化硅复合有机硅氟防污涂料的配方如下所示（含量均为质量百分比）；

正硅酸乙酯10—15

甲基三乙氧基硅烷15—40

二甲基二乙氧基硅烷8—12

十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷5—15

硅烷偶联剂0.3—0.6

溶剂45—75

催化剂0.6—6

蒸馏水4—15

催干剂0.4—1.6

表面活性剂0.4—1.6

催化剂为浓盐酸。溶剂为无水乙醇。表面活性剂为乙氧基类非离子型表面活性剂、烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚中的至少一种。催干剂为二月硅酸二丁基锡。

纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料的制备方法：

（a）将无水乙醇和正硅酸乙酯加入250毫升三口瓶中摇匀，放入25℃恒温水浴锅，打开磁力搅拌器，恒温0.3—1.5小时；

（b）加入硅烷偶联剂，然后以45-75滴/分钟的速度滴加酸溶液；

（c）升温至50—85℃，保温0.5—2小时；

（d）加入盐酸溶液，然后将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的混合液以60-120滴/分钟的速度滴加，继续在50—85℃保温0.5—3小时；

（e）自然冷却后，加无水乙醇至其重量占体系的45%—75%，加入表面活性剂机械搅拌0.2-1小时；

（f）加入二月硅酸二丁基锡，搅拌0.2-0.4小时；

纳米SiO₂复合有机硅氟树脂是本发明的主要功能成分，它具有优异的流动性和渗透性，能够和基材表面形成牢固的结合，二甲基二乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的加入明显降低了涂料的表面张力，提高了防污涂料对基材的润湿性，使制备的防污涂料具有防污能力强、自清洁好、耐久性好、光泽度高和施工便利等优点。

纳米SiO₂复合有机硅氟聚合物涂料的有益效果如下：

1）本发明的防污、去污效果显著，将茶水、油脂等污染源泼洒在涂覆该防污剂的瓷砖上，2小时后用湿布即可轻易除尽，不留任何污渍；

2）本发明具有优异的耐久性，可重复刷洗60次以上是传统的硅油涂料洗刷次数的十几倍；

3）本发明具有优异的流动性、渗透性和固化性，施工简易。

具体实施方式

实施例一：

（a）将6克无水乙醇和12克正硅酸乙酯加入250毫升三口瓶中，放入25℃恒温水浴锅，打开磁力搅拌器，恒温0.3小时；

（b）加入0.4克的硅烷偶联剂KH-560，以60滴/分钟的速度滴加由1.6克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液；

（c）升温至60℃，保温1小时；

（d）加入1.6克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液。以80滴/分钟的速度滴加由40克甲基三乙氧基硅烷、8克二甲基二乙氧基硅烷和10.4克十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷组成的混合液，滴加完毕后70℃保温1.5小时；

（e）关闭加热，自然冷却后，加55克无水乙醇、0.7克壬基酚聚氧乙烯醚机械搅拌0.5小时；

（f）加入0.8克二月硅酸二丁基锡，机械搅拌0.3小时，制备出无色透明的稳定溶液。

实施例二：

（a）将6克无水乙醇和13克正硅酸乙酯加入250毫升三口瓶中，放入25℃恒温水浴锅，打开磁力搅拌器，恒温1小时；

（b）加入0.7克的硅烷偶联剂KH-560，以45滴/分钟的速度滴加由1.6克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液；

（c）升温至80℃，保温0.5小时；

（d）加入3.2克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液。以60d/min的速度滴加由35克甲基三乙氧基硅烷、10克二甲基二乙氧基硅烷和15克十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷组成的混合液，滴加完毕后50℃保温3小时。；

（e）自然冷却后，用40克无水乙醇、1.2克辛基酚聚氧乙烯醚机械搅拌0.2小时；

（f）加入1.2克二月硅酸二丁基锡，机械搅拌0.4小时，制备出无色透明的稳定溶液。

实施例三：

（a）将6克无水乙醇和10克正硅酸乙酯加入250毫升三口瓶中，放入25℃恒温水浴锅，打开磁力搅拌器，恒温1.5小时；

（b）加入0.4克的硅烷偶联剂KH-560，以75滴/分钟的速度滴加由4.0克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液；

（c）升温至50℃，保温2小时；

（d）加入1.0克37%盐酸和5.2克蒸馏水组成的酸溶液。以120滴/分钟的速度滴加由15克甲基三乙氧基硅烷、8克二甲基二乙氧基硅烷和8克十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷组成的混合液，滴加完毕后80℃保温0.5小时；

（e）自然冷却后，加入55克无水乙醇、0.5克烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚（700#），机械搅拌0.5小时；

以上实例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照较佳实例对本发明进行了详细说明，本行业技术人员应当理解，以对具体实施方式或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，其均应包含在本发明请求保护的技术方案范围内。

Claims

1.纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料，其特征在于：配方按重量百分比，如下所示

正硅酸乙酯10—15

甲基三乙氧基硅烷15—40

二甲基二乙氧基硅烷8—12

十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷5—15

硅烷偶联剂0.3—0.6

溶剂45—75

催化剂0.6—6

蒸馏水4—15

催干剂0.4—1.6

表面活性剂0.4—1.6。

2.根据权利要求1所述的纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料，其特征在于：所述的催化剂为浓盐酸。

3.根据权利要求1所述的纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料，其特征在于：所述的溶剂为无水乙醇。

4.根据权利要求1所述的纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料，其特征在于：所述的表面活性剂为乙氧基类非离子型表面活性剂、烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚等中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料，其特征在于：催干剂为二月硅酸二丁基锡。

6.一种制备权利要求1所述纳米SiO₂复合有机硅氟树脂防污涂料的方法，其特征在于包括下述步骤：

（c）升温至50—85℃，保温0.5—2小时；

（d）加入盐酸溶液，然后将甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的混合液以60-120滴/分钟的速度滴加完成，继续在50—85℃保温0.5—3小时；

（e）自然冷却后，加无水乙醇至其重量占溶液体系重量的45%-75%，加表面活性剂后机械搅拌0.2-1小时；

（f）加入二月硅酸二丁基锡，搅拌0.2-0.4小时。