CN111909608A - 一种新型的弹性体涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种新型的弹性体涂料及其制备方法。本申请的新型的弹性体涂料，通过改性介孔二氧化硅纳米材料实现对pH和温度的控制，来控制膜层介孔二氧化硅中的功能性颗粒的释放；将聚乙烯醇通过酰胺键与聚丙烯酸连接，形成PVA/PAA互穿网络结构的水凝胶，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道，不仅起到对功能性颗粒的保护作用，又能根据需求对抗菌性能、霉变气味、变色性能的强弱进行调控，提高了对功能性颗粒的使用效率；符合二十一世纪“智能时代”的新理念。

Description

一种新型的弹性体涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种新型的弹性体涂料及其制备方法。
背景技术
目前，随着人们生活水平的提高，对生活用品的实用性和手感要求越来越高，如铝粉效果、裂纹效果、弹性手感效果等等，其中，丝滑手感漆在电子产品和电器上应用较多，喷涂在产品表面，起保护以及装饰的作用，以及赋予产品表面一种丝滑的手感效果，提高产品的竞争力，如吹风筒手柄、键盘、鼠标、手机外壳、望远镜、伞柄、冰箱外壳等。
现有的丝滑手感漆常用聚氨酯涂料制成，聚氨酯涂料是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的一种弹性体物质，一般为聚酯型和聚醚型两类。聚氨酯体系使用端氨基聚醚和胺扩链剂作为活性氢组分，与异氰酸酯组分的反应活性高，无需任何催化剂即可在室温，甚至0℃以下瞬间完成反应。由于聚氨酯涂料对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响，不含催化剂，可快速固化，在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不含有任何挥发性有机物(VOC)，对环境友好。因此，聚氨酯涂料越来越多的被应用到各种材料的涂层中，不仅起到保护和装饰的作用，而且增强产品的手感，提升产品竞争力。
但随着聚氨酯涂料的广泛应用，其缺点也暴露出来，例如表面易沾污挂尘、滋生细菌，且硬度差，易刮伤等。
发明内容
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型的弹性体涂料，由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯30-50份，丙烯酸树脂20-30份，改性介孔二氧化硅纳米材料10-15份，分散剂2-2.5份，固化剂1-1.5份，成膜助剂0.5-0.8份，阻燃剂0.3-0.5份；其中改性介孔二氧化硅纳米颗粒包括介孔二氧化硅纳米颗粒、聚丙烯酸、聚乙烯醇、功能性颗粒，所述聚丙烯酸和聚乙烯醇连接于介孔二氧化硅纳米颗粒表面，所述功能性颗粒位于所述介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。
进一步的，表面连接有聚丙烯酸和聚乙烯醇的介孔二氧化硅纳米颗粒由表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过静电作用包覆表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒的聚丙烯酸膜层，以及与聚丙烯酸膜层中的聚丙烯酸通过酰胺键连接的聚乙烯醇组成，所述聚丙烯酸膜层作为介孔二氧化硅纳米颗粒门控，以打开或封闭介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道。
进一步的，功能性颗粒包括香料、抗菌颗粒、防变色剂中的一种或多种。
进一步的，所述分散剂为磺酸盐型嵌段共聚物分散剂；所述固化剂为二乙胺基丙胺固化剂；所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；所述阻燃剂为甲基膦酸二甲酯阻燃剂。
一种新型的弹性体涂料的制备方法，制备上述的新型的弹性体涂料，其方法如下：
将改性介孔二氧化硅纳米材料、丙烯酸树脂、分散剂、成膜助剂加入到反应釜中，搅拌下升温至80-100℃；接着再往反应釜中加入聚氨酯、阻燃剂、固化剂，再搅拌均匀；最后在65-80℃下进行聚合固化反应，获得新型的弹性体涂料。
进一步的，改性介孔二氧化硅纳米材料的制备包括以下步骤：
S1：将十六烷基三甲基溴化铵和二异丙基氨基锂加入水中，在60-65℃油浴下，以450-500r/min的搅拌速率搅拌5-10min，再加入四乙基原硅酸盐，继续搅拌至反应结束；反应结束后以5000rpm的转速离心25-30min，将沉淀物在10-15ml酸醇溶液中超声分散25-30min脱除模版剂，以6000rpm的转速离心分离25-30min，真空干燥得到介孔二氧化硅纳米颗粒；
S2：将介孔二氧化硅纳米颗粒分散于丙酮溶液中形成分散液A，将分散液A与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，在65-75℃油浴下，以450-500r/min的搅拌速率搅拌反应10-12h，然后将所得反应液冷却至室温，以5000rpm的转速离心25-30min，将沉淀物用丙酮和水洗涤，真空干燥，得到氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒；
S3：将等量的碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺加入分散有步骤S2的氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒的DMF缓冲液中搅拌，再加入功能性颗粒和聚丙烯酸水溶液继续搅拌反应；将反应产物用缓冲液洗涤，得到连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒；
S4：将连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒分散在DMF缓冲液中形成分散液B；接着取适量分散液B，并往其中加入氨基化的聚乙烯醇，超声混合，然后以450-500r/min的搅拌速率搅拌反应10-12h，过滤，去离子水洗涤，即得改性介孔二氧化硅纳米材料。
进一步的，步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度10-15mg/mL，正硅酸乙酯与十六烷基三甲基溴化铵水溶液的体积比优选为1:10-15。
进一步的，步骤S2中介孔二氧化硅纳米颗粒与3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:1-5，其中真空干燥的温度为60-85℃，真空干燥时间为12-24h。
进一步的，步骤S3中氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒、功能性颗粒、聚丙烯酸的质量比为：1-10:1-5:1，其中搅拌时间为8-18h，搅拌速率为300-500r/min。
进一步的，步骤S4中连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒与氨基化的聚乙烯醇的质量比为1:1-5，其中超声的频率为20-40kHz，超声时间为10-20min。
与现有技术相比，本发明提供的一种新型的弹性体涂料及其制备方法，具有以下有益的技术效果：
1、本发明通过选用比表面积与孔体积大、介孔尺寸均匀可控的二氧化硅作为载体，该载体能装载大量功能性颗粒，可实现涂料具有良好的抗菌性能，有效防止涂层表面沾污挂尘、滋生细菌，同时保证了产品优异的耐磨性能、力学性能、抗静电性能。
2、本发明提供的新型的弹性体涂料中，聚丙烯酸与带正电荷的表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒通过静电作用结合，形成聚丙烯酸膜层封堵介孔二氧化硅的孔道，聚丙烯酸是一种聚阴离子的聚合物，具有pH可控的性质，会对pH刺激产生响应，在酸性环境下(pH<5.0)，聚丙烯酸发生质子化，由负电荷转变为正电荷，同时，当pH值降低时，聚丙烯酸的羧基质子化减弱其与表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒的静电相互作用，使得聚丙烯酸壳膜层变得疏松，功能性颗粒从介孔二氧化硅的孔道中释放，实现其良好的保护和装饰作用，增强产品的手感，提升产品竞争力。
3、本发明将聚乙烯醇通过酰胺键与聚丙烯酸连接，形成PVA/PAA互穿网络结构的水凝胶，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道，实现通过对pH和温度的控制，来控制膜层介孔二氧化硅中的功能性颗粒的释放；不仅起到对功能性颗粒的保护作用，又能根据需求对抗菌性能、霉变气味、变色性能的强弱进行调控，提高了对功能性颗粒的使用效率；符合二十一世纪“智能时代”的新理念。
附图说明
图1为介孔二氧化硅纳米颗粒的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种新型的弹性体涂料，由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯35份，丙烯酸树脂28份，改性介孔二氧化硅纳米材料10份，分散剂2份，固化剂1份，成膜助剂0.5份，阻燃剂0.3份。
其中改性介孔二氧化硅纳米颗粒包括介孔二氧化硅纳米颗粒、聚丙烯酸、聚乙烯醇、功能性颗粒，所述聚丙烯酸和聚乙烯醇连接于介孔二氧化硅纳米颗粒表面，所述功能性颗粒位于所述介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。该表面连接有聚丙烯酸和聚乙烯醇的介孔二氧化硅纳米颗粒由表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过静电作用包覆表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒的聚丙烯酸膜层，以及与聚丙烯酸膜层中的聚丙烯酸通过酰胺键连接的聚乙烯醇组成，所述聚丙烯酸膜层作为介孔二氧化硅纳米颗粒门控，以打开或封闭介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道，可实现涂料具有良好的抗菌性能，有效防止涂层表面沾污挂尘、滋生细菌，同时保证了产品优异的耐磨性能、力学性能、抗静电性能；且该介孔二氧化硅纳米颗粒由于具有孔径能够有效进行隔热、保温、吸音，因此，该弹性体涂料可用于冰箱等电器。
本发明的介孔二氧化硅纳米颗粒装载的功能性颗粒包括香料、抗菌颗粒、防变色剂中的一种或多种，本实施例以香料为例进行说明，其中香料为檀香颗粒或薄荷颗粒，能够保持新型的弹性体涂料长久的香味，避免出现霉臭味，同时可以防止蚊虫，保证产品长效的清香味。
本发明的分散剂为磺酸盐型嵌段共聚物分散剂；所述固化剂为二乙胺基丙胺固化剂；所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；所述阻燃剂为甲基膦酸二甲酯DMMP有机磷阻燃剂，这些试剂均采用现有市场上售卖的产品，直接在市场上购买即可，或者是根据现有技术直接合成，本发明将不进一步说明。
一种新型的弹性体涂料的制备方法，制备上述的新型的弹性体涂料，其方法如下：
按上述比例将改性介孔二氧化硅纳米材料、丙烯酸树脂、分散剂、成膜助剂加入到反应釜中，搅拌下升温至85℃；接着再往反应釜中加入聚氨酯、阻燃剂、固化剂，再搅拌均匀；最后在65℃下进行聚合固化反应，获得新型的弹性体涂料。
其中改性介孔二氧化硅纳米材料的制备包括以下步骤：
S1：将0.15g十六烷基三甲基溴化铵和0.05g四羟乙基乙二胺加入12mL水中，，在65℃油浴下，以450r/min的搅拌速率搅拌10min后，快速加入1.6ml四乙基原硅酸盐(TEOS)，继续搅拌3h，搅拌速率为450r/min，得到白色沉淀；然后以5000rpm的转速离心25min，将沉淀在15ml酸醇溶液中超声分散30min脱除模版剂，最后以6000rpm的转速离心分离30min，收集沉淀，在60℃下真空干燥过夜，得到介孔二氧化硅纳米颗粒，该介孔二氧化硅纳米颗粒的直径为200nm左右，如图1所示；
S2：取上述100mg介孔二氧化硅纳米颗粒分散于50mL丙酮溶液中形成分散液A，将120μL的3-氨丙基三乙氧基硅烷加入至分散液A中，在75℃油浴下，以450r/min的搅拌速率，搅拌反应12h，然后将所得反应液冷却至室温，以5000rpm的转速离心25min，收集沉淀，将所得沉淀用丙酮和去离子水交替洗涤至少3遍，然后在60℃干燥12h，得到氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒；
S3：将等量的碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺加入分散有8mg/mL的氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒的DMF缓冲液中搅拌15min，搅拌速率为450r/min；再加入3mg香料颗粒和1.5mg/mL聚丙烯酸水溶液继续搅拌反应10h；将反应产物用缓冲液洗涤，得到连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载香料颗粒；
S4：取100mg连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒分散在DMF缓冲液或水中形成2.5mg/mL的分散液B；取20mL分散液B，并向分散液B中加入80mg氨基化的聚乙烯醇，超声混合，该超声的频率为30kHz，超声时间为15min，然后以450r/min的搅拌速率搅拌反应12h，过滤，去离子水洗涤，即得改性介孔二氧化硅纳米材料。
实施例二
一种新型的弹性体涂料，由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯40份，丙烯酸树脂25份，改性介孔二氧化硅纳米材料13份，分散剂2.3份，固化剂1.2份，成膜助剂0.62份，阻燃剂0.38份。
本实施例以抗菌颗粒为例进行说明，其中抗菌颗粒采用纳米银颗粒，保证新型的弹性体涂料能够保持长效的抗菌效果，避免产品表面粘尘、滋生细菌。
按上述配比制备新型的弹性体涂料，并按实施例一的制备方法制备改性介孔二氧化硅纳米材料和新型的弹性体涂料。
实施例三
一种新型的弹性体涂料，由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯50份，丙烯酸树脂22份，改性介孔二氧化硅纳米材料15份，分散剂2.5份，固化剂1.5份，成膜助剂0.72份，阻燃剂0.48份。
本实施例以香料和抗菌颗粒为例进行说明，其中香料为檀香颗粒或薄荷颗粒，保持新型的弹性体涂料长久的香味，避免出现霉臭味，同时可以防止蚊虫，保证冰箱长效的清香味；抗菌颗粒采用纳米银颗粒，保证新型的弹性体涂料能够保持长效的抗菌效果，避免冰箱滋生细菌。
按上述配比制备新型的弹性体涂料，并按实施例一的制备方法制备改性介孔二氧化硅纳米材料和新型的弹性体涂料。
对比实施例1
普通的弹性体涂料，由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯50份，丙烯酸树脂22份，香料和纳米银颗粒15份，分散剂2.5份，固化剂1.5份，成膜助剂0.72份，阻燃剂0.48份。
按实施例一的制备方法制备上述配比的弹性体涂料。
性能测试
1、对上述实施例1、2、3和对比实施例1得到的弹性体涂料在不同温度和pH条件下进行气味释放和抗菌性能测试与分析，结果如下表1。
表1为弹性体涂料在不同温度和pH条件下进行气味释放和抗菌性能
Figure BDA0002604855800000071
Figure BDA0002604855800000081
2、对上述实施例1、2、3和对比实施例1得到的弹性体涂料进行物理性能测试与分析，结果如下表2。检测条件为：室温：23±2℃、湿度：60±5％。
表2弹性体涂料的物理性能
Figure BDA0002604855800000082
通过上述性能测试可知该新型的弹性体涂料通过将聚乙烯醇通过酰胺键与聚丙烯酸连接，形成PVA/PAA互穿网络结构的水凝胶，以封闭或打开介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道，实现通过对pH和温度的控制，来控制膜层介孔二氧化硅中的香料和抗菌粒子的释放，不仅起到对香料和抗菌粒子的保护作用，又能根据需求对抗菌性能、霉变气味的强弱进行调控，提高了对功能性颗粒的使用效率，符合二十一世纪“智能时代”的新理念。
上述仅为本发明的优选具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种新型的弹性体涂料，其特征在于：由下列重量百份比的原料组成，包括聚氨酯30-50份，丙烯酸树脂20-30份，改性介孔二氧化硅纳米材料10-15份，分散剂2-2.5份，固化剂1-1.5份，成膜剂0.5-0.8份，阻燃剂0.3-0.5份；其中所述改性介孔二氧化硅纳米颗粒包括介孔二氧化硅纳米颗粒、聚丙烯酸、聚乙烯醇、功能性颗粒，所述聚丙烯酸和聚乙烯醇连接于介孔二氧化硅纳米颗粒表面，所述功能性颗粒位于所述介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道结构中。
2.根据权利要求1所述的新型的弹性体涂料，其特征在于：所述表面连接有聚丙烯酸和聚乙烯醇的介孔二氧化硅纳米颗粒由表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过静电作用包覆表面氨基化的介孔二氧化硅纳米颗粒的聚丙烯酸膜层，以及与聚丙烯酸膜层中的聚丙烯酸通过酰胺键连接的聚乙烯醇组成，所述聚丙烯酸膜层作为介孔二氧化硅纳米颗粒门控，以打开或封闭介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道。
3.根据权利要求1所述的新型的弹性体涂料，其特征在于：所述功能性颗粒包括香料、抗菌颗粒、防变色剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的新型的弹性体涂料，其特征在于：所述分散剂为磺酸盐型嵌段共聚物分散剂；所述固化剂为二乙胺基丙胺固化剂；所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；所述阻燃剂为甲基膦酸二甲酯阻燃剂。
5.一种新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：制备权利要求1-4任一所述的新型的弹性体涂料，其方法如下：
将改性介孔二氧化硅纳米材料、丙烯酸树脂、分散剂、成膜助剂加入到反应釜中，搅拌下升温至80-100℃；接着再往反应釜中加入聚氨酯、阻燃剂、固化剂，再搅拌均匀；最后在65-80℃下进行聚合固化反应，获得新型的弹性体涂料。
6.根据权利要求5所述的新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：所述改性介孔二氧化硅纳米材料的制备包括以下步骤：
S1：将十六烷基三甲基溴化铵和二异丙基氨基锂加入水中，在60-65℃油浴下，以450-500r/min的搅拌速率搅拌5-10min，再加入四乙基原硅酸盐，继续搅拌至反应结束；反应结束后以5000rpm的转速离心25-30min，将沉淀物在10-15ml酸醇溶液中超声分散25-30min脱除模版剂，以6000rpm的转速离心分离25-30min，真空干燥得到介孔二氧化硅纳米颗粒；
S2：将介孔二氧化硅纳米颗粒分散于丙酮溶液中形成分散液A，将分散液A与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，在65-75℃油浴下，以450-500r/min的搅拌速率搅拌反应10-12h，然后将所得反应液冷却至室温，以5000rpm的转速离心25-30min，将沉淀物用丙酮和水洗涤，真空干燥，得到氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒；
S3：将等量的碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺加入分散有步骤S2的氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒的DMF缓冲液中搅拌，再加入功能性颗粒和聚丙烯酸水溶液继续搅拌反应；将反应产物用缓冲液洗涤，得到连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒；
S4：将连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒分散在DMF缓冲液中形成分散液B；接着取适量分散液B，并往其中加入氨基化的聚乙烯醇，超声混合，然后以450-500r/min的搅拌速率搅拌反应10-12h，过滤，去离子水洗涤，即得改性介孔二氧化硅纳米材料。
7.根据权利要求6所述的新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度10-15mg/mL，正硅酸乙酯与十六烷基三甲基溴化铵水溶液的体积比优选为1:10-15。
8.根据权利要求6所述的新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中介孔二氧化硅纳米颗粒与3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:1-5，其中真空干燥的温度为60-85℃，真空干燥时间为12-24h。
9.根据权利要求6所述的新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒、功能性颗粒、聚丙烯酸的质量比为：1-10:1-5:1，其中搅拌时间为8-18h，搅拌速率为300-500r/min。
10.根据权利要求6所述的新型的弹性体涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中连接聚丙烯酸的介孔二氧化硅纳米载功能性颗粒与氨基化的聚乙烯醇的质量比为1:1-5，其中超声的频率为20-40kHz，超声时间为10-20min。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116200075A (zh) * 2022-12-31 2023-06-02 天津博德润数码印务科技有限公司 一种高分辨率防伪电子油墨及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107189585A (zh) * 2017-06-28 2017-09-22 福州大学 一种二氧化硅负载纳米银水性抗菌涂料及其制备方法
CN109364267A (zh) * 2018-12-10 2019-02-22 四川大学华西医院 肿瘤组织和细胞双重靶向的介孔二氧化硅纳米载药颗粒及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107189585A (zh) * 2017-06-28 2017-09-22 福州大学 一种二氧化硅负载纳米银水性抗菌涂料及其制备方法
CN109364267A (zh) * 2018-12-10 2019-02-22 四川大学华西医院 肿瘤组织和细胞双重靶向的介孔二氧化硅纳米载药颗粒及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116200075A (zh) * 2022-12-31 2023-06-02 天津博德润数码印务科技有限公司 一种高分辨率防伪电子油墨及其制备方法
CN116200075B (zh) * 2022-12-31 2023-08-25 天津博德润数码印务科技有限公司 一种高分辨率防伪电子油墨及其制备方法

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