本發(fā)明涉及聚氨酯工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯丙烯酸酯含有聚氨酯和丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)，具有良好的硬度、耐化學(xué)腐蝕性、附著力、耐水性等優(yōu)異的力學(xué)性能，在涂料工業(yè)中常應(yīng)用于汽車的罩光漆。目前由于其涂膜耐彎折性能較差、穩(wěn)定性不高，且其表面易受污漬的腐蝕，在一定程度上限制了它的應(yīng)用。無機納米二氧化硅具有納米粒子獨特的體積效應(yīng)、表面界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，表現(xiàn)出特殊的光、電、磁和化學(xué)等特性。由于納米粒子的比表面積相當大、表面能很高，造成其很強的自團聚傾向，制備過程中很難保證其在基體中達到納米級均勻分散，通過將粒子表面引入功能性官能團，可減少粒子間的團聚，并可在一定條件下與有機相接枝、共聚等形成較強的化學(xué)連接。常用的改性劑有季戊四醇三丙烯酸酯，丙烯酸羥丙酯、含雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑等。這些改性方法在一定程度上改善了納米二氧化硅與基體樹脂的相容性，在基體中得到更有效地分散。但從分子結(jié)構(gòu)來看，改性納米二氧化硅的表面結(jié)構(gòu)與基體結(jié)構(gòu)不相似，其相容性還存在很大的改善空間。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種操作簡單，方便加工，產(chǎn)品安全可靠，具有較好的耐熱性和抗沖擊性的聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法。
本發(fā)明聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法，包括以下步驟：
第一步，在氮氣保護和磁力攪拌下，室溫下將90mL乙醇和112mL 氨水先后加入到250mL的三口燒瓶中，再加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌10min，升溫到45度，將40mL乙醇和40mL正硅酸乙酯先后加入到恒壓滴液漏斗中，混合均勻，滴加入三口燒瓶中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h，自然降溫，靜置12h，通過離心分離出納米二氧化硅為白色粉末，用無水乙醇反復(fù)洗滌到中性，于50度在真空烘箱中干燥24h；
第二步，納米二氧化硅的接枝改性，首先將0.025mol聚乙二醇、0.045mol六亞甲基二異氰酸酯和15mL丁酮加入三口燒瓶中，再加入1滴二月桂酸二丁基錫，攪拌15min，升溫至40度，反應(yīng)0.5h，制備了聚氨酯預(yù)聚體，然后向里面加入100g納米二氧化硅，反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入無水乙醇，離心分離，用無水乙醇洗滌離心3次得白色粘稠狀固體，取出放入表面皿中，進行真空干燥；
第三步，聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備，取11mL的無水乙醇和0.1g改性的納米二氧化硅于10mL試管中，超聲10min，再加入2.5g的己二醇二丙烯酸酯，繼續(xù)超聲10min 后，加入到含有5g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的50mL燒杯中，取0.05g4，4′-二羥基二苯酮與0.0278gＮ?甲基二乙醇胺于５ ｍＬ 的稱量瓶，加入0.5mL二甲基甲酰胺進行溶解，將試管中的溶液加入到燒杯中，攪拌0.5h，取出溶液凃于馬口鐵片上，在紫外燈下固化15min，制得聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層。
優(yōu)選地，第一步中乙醇和40mL正硅酸乙酯混合液的滴加速度為1滴/3秒。
優(yōu)選地，離心速度為3500轉(zhuǎn)/分鐘。
本發(fā)明操作簡單，方便加工，產(chǎn)品安全可靠，具有較好的耐熱性和抗沖擊性。
具體實施方式
實施例一：
本發(fā)明聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法，包括以下步驟：
第一步，在氮氣保護和磁力攪拌下，室溫下將90mL乙醇和112mL 氨水先后加入到250mL的三口燒瓶中，再加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌10min，升溫到45度，將40mL乙醇和40mL正硅酸乙酯先后加入到恒壓滴液漏斗中，混合均勻，滴加入三口燒瓶中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h，自然降溫，靜置12h，通過離心分離出納米二氧化硅為白色粉末，用無水乙醇反復(fù)洗滌到中性，于50度在真空烘箱中干燥24h；
第二步，納米二氧化硅的接枝改性，首先將0.025mol聚乙二醇、0.045mol六亞甲基二異氰酸酯和15mL丁酮加入三口燒瓶中，再加入1滴二月桂酸二丁基錫，攪拌15min，升溫至40度，反應(yīng)0.5h，制備了聚氨酯預(yù)聚體，然后向里面加入100g納米二氧化硅，反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入無水乙醇，離心分離，用無水乙醇洗滌離心3次得白色粘稠狀固體，取出放入表面皿中，進行真空干燥；
第三步，聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備，取11mL的無水乙醇和0.1g改性的納米二氧化硅于10mL試管中，超聲10min，再加入2.5g的己二醇二丙烯酸酯，繼續(xù)超聲10min 后，加入到含有5g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的50mL燒杯中，取0.05g4，4′-二羥基二苯酮與0.0278gＮ?甲基二乙醇胺于５ ｍＬ 的稱量瓶，加入0.5mL二甲基甲酰胺進行溶解，將試管中的溶液加入到燒杯中，攪拌0.5h，取出溶液凃于馬口鐵片上，在紫外燈下固化15min，制得聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層。
實施例二：
本發(fā)明聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法，包括以下步驟：
第一步，在氮氣保護和磁力攪拌下，室溫下將90mL乙醇和112mL 氨水先后加入到250mL的三口燒瓶中，再加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌10min，升溫到45度，將40mL乙醇和40mL正硅酸乙酯先后加入到恒壓滴液漏斗中，混合均勻，滴加入三口燒瓶中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h，自然降溫，靜置12h，通過離心分離出納米二氧化硅為白色粉末，用無水乙醇反復(fù)洗滌到中性，于50度在真空烘箱中干燥24h；
第二步，納米二氧化硅的接枝改性，首先將0.025mol聚乙二醇、0.045mol六亞甲基二異氰酸酯和15mL丁酮加入三口燒瓶中，再加入1滴二月桂酸二丁基錫，攪拌15min，升溫至40度，反應(yīng)0.5h，制備了聚氨酯預(yù)聚體，然后向里面加入100g納米二氧化硅，反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入無水乙醇，離心分離，用無水乙醇洗滌離心3次得白色粘稠狀固體，取出放入表面皿中，進行真空干燥；
第三步，聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備，取11mL的無水乙醇和0.1g改性的納米二氧化硅于10mL試管中，超聲10min，再加入2.5g的己二醇二丙烯酸酯，繼續(xù)超聲10min 后，加入到含有5g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的50mL燒杯中，取0.05g4，4′-二羥基二苯酮與0.0278gＮ?甲基二乙醇胺于５ ｍＬ 的稱量瓶，加入0.5mL二甲基甲酰胺進行溶解，將試管中的溶液加入到燒杯中，攪拌0.5h，取出溶液凃于馬口鐵片上，在紫外燈下固化15min，制得聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層。
第一步中乙醇和40mL正硅酸乙酯混合液的滴加速度為1滴/3秒。
實施例三：
本發(fā)明聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備方法，包括以下步驟：
第一步，在氮氣保護和磁力攪拌下，室溫下將90mL乙醇和112mL 氨水先后加入到250mL的三口燒瓶中，再加入0.05g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌10min，升溫到45度，將40mL乙醇和40mL正硅酸乙酯先后加入到恒壓滴液漏斗中，混合均勻，滴加入三口燒瓶中，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h，自然降溫，靜置12h，通過離心分離出納米二氧化硅為白色粉末，用無水乙醇反復(fù)洗滌到中性，于50度在真空烘箱中干燥24h；
第二步，納米二氧化硅的接枝改性，首先將0.025mol聚乙二醇、0.045mol六亞甲基二異氰酸酯和15mL丁酮加入三口燒瓶中，再加入1滴二月桂酸二丁基錫，攪拌15min，升溫至40度，反應(yīng)0.5h，制備了聚氨酯預(yù)聚體，然后向里面加入100g納米二氧化硅，反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入無水乙醇，離心分離，用無水乙醇洗滌離心3次得白色粘稠狀固體，取出放入表面皿中，進行真空干燥；
第三步，聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層的制備，取11mL的無水乙醇和0.1g改性的納米二氧化硅于10mL試管中，超聲10min，再加入2.5g的己二醇二丙烯酸酯，繼續(xù)超聲10min 后，加入到含有5g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的50mL燒杯中，取0.05g4，4′-二羥基二苯酮與0.0278gＮ?甲基二乙醇胺于５ ｍＬ 的稱量瓶，加入0.5mL二甲基甲酰胺進行溶解，將試管中的溶液加入到燒杯中，攪拌0.5h，取出溶液凃于馬口鐵片上，在紫外燈下固化15min，制得聚氨酯丙烯酸酯-二氧化硅納米雜化涂層。
第一步中乙醇和40mL正硅酸乙酯混合液的滴加速度為1滴/3秒。
離心速度為3500轉(zhuǎn)/分鐘。
本發(fā)明操作簡單，方便加工，產(chǎn)品安全可靠，具有較好的耐熱性和抗沖擊性。