CN108752875A - 一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化硅‑环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，包括：(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇‑去离子水中，搅拌3～5min，再滴入20～30滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌2～5h，得到混合液；(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于30～40℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再加入助剂，磁力搅拌2～3h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥8～10h，得到二氧化硅‑环氧丙烯酸酯树脂。本发明中制得的二氧化硅‑环氧丙烯酸酯树脂具有耐磨性好及化学稳定性好的优点。

Description

一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法。
背景技术
随着社会的发展以及电子电器等高端市场需求的提升，现有环氧丙烯酸光固化树脂表现出的硬度偏低、表面容易被刮擦、耐磨损性差、易吸水和耐溶剂性能差等缺点日益凸显，为此，亟需研发出一系列耐高温耐磨等高性能光固化树脂，以满足高端市场需求。由于纳米材料具有较为特殊的性能，在涂料中加入无机纳米粒子后可大幅度提高涂层的耐磨性，还可显著提高材料的耐热性、抗氧化性等性能，其应用前景十分广阔。但是纳米粒子在涂料中存在容易出现团聚，不易分散，难以稳定等问题，因此通过有机-无机杂化方式来提高纳米粒子与树脂的相容性，同时提高涂料的耐热耐磨性能，颇具吸引力。
目前，已见于报道的主要为杂化硅烷改性的丙烯酸酯单体，涂料的耐磨性能虽有所改善，但耐热性能和综合性能还有待进一步提升。
为此，有必要针对上述问题，提出一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，包括：
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入20～30滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌2～5h，得到混合液；
(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于30～40℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再加入助剂，磁力搅拌2～3h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥8～10h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
优选的，步骤(3)中，所述助剂为光引发剂和流平剂。
优选的，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
优选的，步骤(2)中，所述环氧丙烯酸酯树脂的制备方法包括：
1)双酚A环氧树脂和部分阻聚剂A加热到60～80℃，在搅拌下滴加丙烯酸和部分离子液体催化剂A，滴加完毕升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值小于5mgKOH/g，得到混合液A；
2)将上述混合液A降温至60～80℃，加入余量的离子液体催化剂B，充分搅拌均匀后加入顺丁烯二酸酐和余量的阻聚剂B，升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值为150～153.2mgKOH/g，得到混合液B；
3)将上述混合液B降温至30～50℃，搅拌下用氨水或氢氧化钠调pH值为6.8～7.2，滴加去离子水配成固含量为65～75wt％的乳液，再加入乳液质量1～2％的光引发剂制备得到所述水性紫外光固化环氧丙烯酸酯树脂。
优选的，所述二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂中，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:1～10。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中制得的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂具有耐磨性好及化学稳定性好的优点。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，包括：
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入20～30滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌2～5h，得到混合液；
(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于30～40℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再加入助剂，磁力搅拌2～3h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥8～10h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
上述步骤(3)中，所述助剂为光引发剂和流平剂，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
根据上述方法制备得到的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂中，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:1～10，优选的，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:2～6，更优选的，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:3。
在一实施例中，所述环氧丙烯酸酯树脂的制备方法包括：
1)双酚A环氧树脂和部分阻聚剂A加热到60～80℃，在搅拌下滴加丙烯酸和部分离子液体催化剂A，滴加完毕升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值小于5mgKOH/g，得到混合液A；
2)将上述混合液A降温至60～80℃，加入余量的离子液体催化剂B，充分搅拌均匀后加入顺丁烯二酸酐和余量的阻聚剂B，升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值为150～153.2mgKOH/g，得到混合液B；
3)将上述混合液B降温至30～50℃，搅拌下用氨水或氢氧化钠调pH值为6.8～7.2，滴加去离子水配成固含量为65～75wt％的乳液，再加入乳液质量1～2％的光引发剂制备得到所述水性紫外光固化环氧丙烯酸酯树脂。
实施例1
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入20滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌2h，得到混合液；
(2)将根据上述方法制得的环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于30℃水浴条件下磁力搅拌1h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再依次加入光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和流平剂，磁力搅拌2h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥8h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
实施例2
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入25滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌3h，得到混合液；
(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于35℃水浴条件下磁力搅拌1.5h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再依次加入光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和流平剂，磁力搅拌2.5h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥9h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
实施例3
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入30滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌5h，得到混合液；
(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于40℃水浴条件下磁力搅拌2h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再依次加入光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和流平剂，磁力搅拌3h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥10h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
本发明的方法制得的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂中，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:3。通过引入二氧化硅，有效改善了所述二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的耐磨性及化学稳定性。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (5)

1.一种二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将一定量的正硅酸乙酯加入乙醇-去离子水中，搅拌3～5min，再滴入20～30滴盐酸，于20～25℃条件下搅拌2～5h，得到混合液；
(2)将环氧丙烯酸酯树脂加入无水乙醇中，于30～40℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，使得所述环氧丙烯酸酯树脂溶于所述无水乙醇中，得到环氧丙烯酸酯树脂溶液；
(3)将所述混合液与所述环氧丙烯酸酯树脂溶液进行混合，搅拌均匀，再加入助剂，磁力搅拌2～3h，脱溶剂，于60℃的真空烘箱中干燥8～10h，得到二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述助剂为光引发剂和流平剂。
3.根据权利要求2所述的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
4.根据权利要求1所述的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环氧丙烯酸酯树脂的制备方法包括：
1)双酚A环氧树脂和部分阻聚剂A加热到60～80℃，在搅拌下滴加丙烯酸和部分离子液体催化剂A，滴加完毕升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值小于5mgKOH/g，得到混合液A；
2)将上述混合液A降温至60～80℃，加入余量的离子液体催化剂B，充分搅拌均匀后加入顺丁烯二酸酐和余量的阻聚剂B，升温到80～100℃进行反应，跟踪监测酸值至酸值为150～153.2mgKOH/g，得到混合液B；
3)将上述混合液B降温至30～50℃，搅拌下用氨水或氢氧化钠调pH值为6.8～7.2，滴加去离子水配成固含量为65～75wt％的乳液，再加入乳液质量1～2％的光引发剂制备得到所述水性紫外光固化环氧丙烯酸酯树脂。
5.根据权利要求1所述的二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅-环氧丙烯酸酯树脂中，所述二氧化硅和所述环氧丙烯酸酯树脂的质量分数之比为1:1～10。
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