复合涂饰剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种复合涂饰剂及其制备方法。所述复合涂饰剂包括以下组分：改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯：0.005～0.15质量份；丙烯酸类化合物：30.5～68质量份；丙烯酰胺：1.0～2.0质量份；引发剂：0.3～0.8质量份；乳化剂：0.5～3.0质量份；碳酸氢钠：0.1～0.25质量份。本发明专利技术的复合涂饰剂不仅不会发生“热粘冷脆”的现象，而且成膜的手感，力学强度合适，耐热性、耐老化等性能优异。进一步地，本发明专利技术的复合涂饰剂的制备方法，工艺简单，具有较高的安全性和较低的成本，适合工业大规模的生产。

Composite finishing agent and its preparation method

The invention provides a composite finishing agent and a preparation method thereof. The composite finishing agent comprises the following components: modified silica-grafted graphene oxide: 0.005-0.15 parts in mass; acrylic compounds: 30.5-68 parts in mass; acrylamide: 1.0-2.0 parts in mass; initiator: 0.3-0.8 parts in mass; emulsifier: 0.5-3.0 parts in mass; sodium bicarbonate: 0.1-0.25 parts in mass. The composite finishing agent of the invention not only does not occur the phenomenon of \hot sticking, cold brittleness\, but also has excellent properties such as hand feeling, suitable mechanical strength, heat resistance, aging resistance and so on. Furthermore, the preparation method of the composite finishing agent of the invention has simple process, high safety and low cost, and is suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
复合涂饰剂及其制备方法
本专利技术涉及一种复合涂饰剂及其制备方法，属于复合材料领域。
技术介绍
聚丙烯酸酯是皮革涂饰材料中应用最广泛的一类成膜物质，具有优异的透明性、成膜性、耐候性、机械稳定性和粘附性，但其耐水性不够理想，耐寒性、耐热性较差，易发生“热粘冷脆”现象，使其应用受到限制。氧化石墨烯是大规模制备石墨烯的前驱体，具有二维层状结构，其表面含有大量的含氧官能团，如羟基、环氧基、羧基、羰基等。一般可以利用氧化石墨烯改善聚丙烯酸酯存在的问题。专利申请201210010917.0提供了一种丙烯酸树脂/氧化石墨烯纳米复合皮革涂饰剂的制备方法。该方法通过剥离分散形成纳米氧化石墨烯悬浮液，再通过原位聚合制备丙烯酸树脂/氧化石墨烯纳米复合丙烯酸树脂涂饰剂。其首先将天然石墨粉进行氧化及超声波剥离制得氧化石墨烯，再在超声波的作用下将氧化石墨烯加入到丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羟乙酯混合单体中，在引发剂作用下进行原位自由基共聚反应，得到丙烯酸树脂/氧化石墨烯纳米复合皮革涂饰剂，但是这种方法制备得到的涂饰剂的力学强度较差，且抗静电性能以及耐老化等性能较差。
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于现有技术中存在的技术问题，例如：耐水性不够理想，耐寒性、耐热性较差，易发生“热粘冷脆”现象，并且力学、卫生以及耐老化等性能较差等，本专利技术首先提供了一种复合涂饰剂。所述复合涂饰剂不仅不会发生“热粘冷脆”的现象，而且成膜的手感、力学强度、耐老化等性能优异。用于解决问题的方案本专利技术提供一种复合涂饰剂，其包括以下组分：改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯：0.005～0.15质量份；丙烯酸类化合物：30.5～68质量份；丙烯酰胺：1.0～2.0质量份；引发剂：0.3～0.8质量份；乳化剂：0.5～3.0质量份；碳酸氢钠：0.1～0.25质量份。根据本专利技术的复合涂饰剂，其中，所述丙烯酸类化合物包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸丁酯中的一种或两种以上的组合，优选包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。根据本专利技术的复合涂饰剂，其中，所述丙烯酸的加入量为0.5～1.0质量份，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为10～25质量份，所述丙烯酸丁酯的加入量为20～42质量份。根据本专利技术的复合涂饰剂，其中，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂，优选包括烷基萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚以及十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的组合；所述引发剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾。本专利技术还提供一种根据本专利技术的复合涂饰剂的制备方法，其包括将所述复合涂饰剂的各组分混合的步骤。根据本专利技术的制备方法，具体包括以下步骤：溶解：取引发剂溶于水中，得到引发剂溶液；初步反应：将改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯、丙烯酰胺、部分丙烯酸类化合物、部分引发剂溶液、乳化剂以及NaHCO3置于水中分散后，转移至反应釜中进行初步反应；或者将改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯、丙烯酰胺、乳化剂以及NaHCO3置于水中分散后，转移至反应釜中；在反应釜中添加部分丙烯酸类化合物和部分引发剂溶液进行初步反应；保温反应：向反应釜中继续滴加剩余的丙烯酸类化合物以及剩余的引发剂溶液，滴加完毕后，进行保温反应，得到反应产物。根据本专利技术的方法，其中，利用溶胶-凝胶法制备二氧化硅接枝的氧化石墨烯；优选地，所述溶胶-凝胶法包括：在含有氧化石墨烯分散液、氨水和乙醇的溶液中，使正硅酸乙酯发生水解反应，得到二氧化硅接枝的氧化石墨烯。根据本专利技术的制备方法，其中，在制备二氧化硅接枝的氧化石墨烯时，利用硅烷偶联剂改性所述二氧化硅接枝的氧化石墨烯；优选地，所述硅烷偶联剂包括含有双键的烷氧基硅烷，优选包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上的组合。根据本专利技术的制备方法，其中，所述引发剂溶液中，所述引发剂的加入量为0.3～0.8质量份，所述水的加入量为30～50质量份；所述初步反应的反应温度为70～80℃，所述初步反应的反应时间为10～30min；所述保温反应的反应温度为75～85℃，所述保温反应的反应时间为1～2h。根据本专利技术的制备方法，其中，所述制备方法还包括，利用碱液调整所述反应产物的pH的步骤；优选地，所述碱液为氨水。专利技术的效果本专利技术的复合涂饰剂不仅不会发生“热粘冷脆”的现象，而且成膜的手感，力学强度合适，耐热性、耐老化等性能优异。进一步地，本专利技术的复合涂饰剂的制备方法，工艺简单，具有较高的安全性和较低的成本，适合工业大规模的生产。具体实施方式以下将详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好地说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。第一实施方式本专利技术的第一实施方式提供一种复合涂饰剂，包括以下组分：改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯：0.005～0.15质量份；丙烯酸类化合物：30.5～68质量份；丙烯酰胺：1.0～2.0质量份；引发剂：0.3～0.8质量份；乳化剂：0.5～3.0质量份；碳酸氢钠：0.1～0.25质量份。氧化石墨烯(GO)具有较高的比表面能，良好的亲水性及机械性能，在水和极性有机溶剂中的分散性较好，易与其他材料复合形成新型纳米复合材料，并赋予复合材料超高的强度、超强的柔韧性和超高的导热性能。而纳米SiO2具有高韧性、耐高温、耐磨等特性，可作为丙烯酸树脂乳液的补强材料，能改善涂层的弹性、耐磨性等性能。本专利技术利用了氧化石墨烯独特的层状结构和性能，同时实现了氧化石墨烯和纳米二氧化硅优势互补和纳米增强的效果，能够克服丙烯酸树脂“热粘冷脆”的缺陷，获得性能优异的复合涂饰剂。本专利技术的氧化石墨烯可以是购买得到也可以是使用本领域常用的制备方法制备得到，例如：Hummers法制备石墨烯等。本专利技术优选使用改进的Hummers法制备氧化石墨，然后采用超声分散得到氧化石墨烯分散液。本专利技术的改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯可以是采用溶胶-凝胶法制备得到二氧化硅接枝的氧化石墨烯，并利用硅烷偶联剂改性二氧化硅接枝的氧化石墨烯。在本专利技术中，改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯的加入量为0.005～0.15质量份，可以是0.008质量份，0.01质量份，0.012质量份等。当改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯的加入量大于0.15质量份时，由于纳米材料容易团聚，在一定程度上会降低乳液的稳定性；当改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯的加入量小于0.005质量份时，不能起到提高涂饰剂性能的作用。而当改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯的加入量为0.005～0.15质量份时，既能提高复合涂饰剂的性能，也能获得具有优良稳定性的复合涂饰剂。本专利技术可以使用单体聚合反应以获得本申请的复合涂饰剂。具体地，单体为丙烯酸类化合物与丙烯酰胺(AM)，丙烯酸类化合物优选包括丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及丙烯酸丁酯(BA)中的一种或两种以上的组合。在本专利技术中，单体的加入量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合涂饰剂，其特征在于，包括以下组分：改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯：0.005～0.15质量份；丙烯酸类化合物：30.5～68质量份；丙烯酰胺：1.0～2.0质量份；引发剂：0.3～0.8质量份；乳化剂：0.5～3.0质量份；碳酸氢钠：0.1～0.25质量份。

【技术特征摘要】
1.一种复合涂饰剂，其特征在于，包括以下组分：改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯：0.005～0.15质量份；丙烯酸类化合物：30.5～68质量份；丙烯酰胺：1.0～2.0质量份；引发剂：0.3～0.8质量份；乳化剂：0.5～3.0质量份；碳酸氢钠：0.1～0.25质量份。2.根据权利要求1所述的复合涂饰剂，其特征在于，所述丙烯酸类化合物包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸丁酯中的一种或两种以上的组合，优选包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。3.根据权利要求2所述的复合涂饰剂，其特征在于，所述丙烯酸的加入量为0.5～1.0质量份，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为10～25质量份，所述丙烯酸丁酯的加入量为20～42质量份。4.根据权利要求1-3任一项所述的复合涂饰剂，其特征在于，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂，优选包括烷基萘磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚以及十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的组合；所述引发剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾。5.一种根据权利要求1-4任一项所述的复合涂饰剂的制备方法，其特征在于，包括将所述复合涂饰剂的各组分混合的步骤。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：溶解：取引发剂溶于水中，得到引发剂溶液；初步反应：将改性的二氧化硅接枝的氧化石墨烯、丙烯酰胺、部分丙烯酸类化合物、部分引发剂溶液、乳化剂以及NaHCO3置于水中分散后，转移至反应釜中进行初步反应；或者将改性的二氧化硅接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海腾，陈杰，段力民，孙芳朵，李晓星，王文琪，
申请(专利权)人：中国皮革制鞋研究院有限公司，中国皮革和制鞋工业研究院晋江有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11