本发明专利技术涉及一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料及其制备方法，一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，包括Janus二氧化硅纳米片、颜料、填料、分散剂、消泡剂、丙烯酸乳液、助溶剂、助剂、去离子水。通过将Janus二氧化硅纳米片对丙烯酸涂料改性，纳米片上的氨基可与树脂上的羧基发生反应，将纳米片接枝到树脂上，树脂间因纳米片的存在，空间位阻变大，一定程度上减少了树脂间的缔合作用，增强了漆的整体稳定性，且纳米粒上含有疏水基团烷基，在干燥过程中倾向分布在涂料表面，赋予涂料表面超疏水性，且无机硅氧硅网络化学键高，结构致密，大大提高了涂料的耐水、耐候、耐氧化等性能。耐氧化等性能。耐氧化等性能。
【技术实现步骤摘要】
添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及化工涂料
，尤其是涉及一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料及其制备方法。
技术介绍
[0002]在环境问题日趋严重的时代背景下，对较高性能环保型涂料的需求刻不容缓。环保型涂料主要包括水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料和高固体份涂料，其中针对水性涂料的研究最为广泛。在水性涂料中，水性丙烯酸涂料因合成工艺简单、耐候性佳等优点受到广大消费者的青睐。但同时，水性丙烯酸涂料存在耐水性差、附着力低、机械强度弱等缺点，因此，对水性丙烯酸涂料进行改性也是一个热门课题。
[0003]纳米SiO2对丙烯酸树脂的改性研究比较广泛，中国专利CN110724417A公开了一种无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸内墙涂料及其制备方法和应用。所述涂料的原料包括生物基丙烯酸乳液，防冻剂，纳米二氧化硅水分散液，成膜助剂，pH 调节剂，钛白粉，无机填料，分散剂，水性色浆，消泡剂，杀菌剂，流变助剂及余量的水；在常规漆膜表面形成了一层经杂化处理后的内墙涂料，具有良好的强度、抗开裂和韧性、同时漆膜表面富含硅羟基团超亲水涂膜，具有良好的抗沾污易清洁性能。但该专利中所使用的纳米粒子为常见二氧化硅结构，因硅羟基的存在，呈超亲水表面，因此易团聚而影响其应用，而Janus纳米片则可避免此问题。
[0004]中国专利CN110713609A公开了一种氧化石墨烯基Janus纳米复合材料制备自修复水凝胶的方法，首先通过用氧化石墨烯与丙烯酸在一定温度下反应一定时间，制得表面功能化的纳米片(GO@AA)，然后利用Pickering乳液模板制得在GO@AA 两面分别接枝了聚吡咯和聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的Janus纳米材料，将其应用于制备聚丙烯酸基纳米复合水凝胶。所得Janus纳米复合水凝胶具有自主、快速修复能力且具有较高机械强度，在人体运动检测领域具有潜在的运用前景。但因为该水凝胶为用Pickering乳液制备，若用于涂料领域，乳化剂的存在会影响漆膜的耐性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料及其制备方法，通过无皂乳液法制得Janus二氧化硅纳米片，将Janus二氧化硅纳米片应用到改性水性丙烯酸涂料中，方法简便环保。相较于常见的Janus二氧化硅纳米片制备方法，本专利技术使用无皂乳液，不使用任何乳化剂，所制备的纳米片更适宜用在涂料中；相较于常见的用于涂料的改性二氧化硅纳米粒子，本专利技术为Janus纳米片，含有疏水的烷基基团，漆膜表面呈疏水性，避免了纳米粒子易团聚而影响漆膜性能，改性后的水性丙烯酸涂料的附着力、耐水性也得到大幅度增强。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，由以下质量份数的原料制成：
[0008][0009]进一步地，所述Janus二氧化硅纳米片质量份数为4份；
[0010]所述颜料为金红石型钛白粉，质量份数为20份；
[0011]所述填料为超细硫酸钡，质量份数为5份；
[0012]所述分散剂为非离子型高分子聚合物分散剂，质量份数为2份；
[0013]所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，质量份数为0.2份；
[0014]所述丙烯酸乳液质量份数为60份；
[0015]所述助溶剂为乙二醇丁醚，质量份数为4份；
[0016]所述助剂为润湿分散剂改性聚丙烯酸酯高分子聚合物，质量份数为0.2份；
[0017]所述去离子水为5份。
[0018]进一步地，所述Janus二氧化硅纳米片由以下质量份数的原料制成：
[0019][0020]进一步地，所述Janus二氧化硅纳米片制备方法的具体步骤如下：
[0021](1)将烷基改性超支化聚硅氧烷(PAOS)溶于石蜡中，得到油溶液；
[0022](2)将氨丙基三乙氧基硅烷溶于去离子水中，得到水溶液；
[0023](3)将步骤(2)得到的水溶液加入步骤(1)得到的油溶液中，制得无皂乳液；
[0024](4)将步骤(3)得到的无皂乳液烘干，得到一面为氨基，另一面为烷基的 Janus二氧化硅中空球；
[0025](5)对步骤(4)得到的Janus二氧化硅中空球进行破碎，得到一面为氨基，另一面为烷基的Janus二氧化硅纳米片。
[0026]上述更进一步地，步骤(2)中，所述去离子水的pH为1
‑
3。
[0027]上述更进一步地，步骤(3)中，所述无皂乳液具体制备方法为：将步骤(2) 得到的水溶液逐滴加入步骤(1)得到的油溶液中，用均质机均质，制得无皂乳液。
[0028]上述更进一步地，所述均质机转速为35000rpm。
[0029]上述更进一步地，步骤(4)中，所述烘干温度为80℃，时间为1h。
[0030]上述更进一步地，步骤(5)中，所述破碎方式为机械破碎。
[0031]上述更进一步地，所述烷基改性超支化聚硅氧烷质量份数为10份，
[0032]所述石蜡质量份数为40份，
[0033]所述氨丙基三乙氧基硅烷质量份数为5份，
[0034]所述去离子水质量份数为45份。
[0035]此外，本专利技术还提供一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
[0036]S1、将颜料、填料、分散剂、消泡剂、去离子水混合并研磨，得到混合物a；
[0037]S2、将步骤S1得到的混合物a和丙烯酸乳液混合，得到混合物b；
[0038]S3、在步骤S2得到的混合物b中依次添加Janus二氧化硅纳米片、助溶剂、去离子水和助剂，得到水性丙烯酸涂料。
[0039]进一步地，步骤S1中，所述研磨方式为砂磨。
[0040]进一步地，步骤S2中，所述丙烯酸乳液先添加pH调节剂，再与混合物a进行混合。
[0041]上述更进一步地，所述pH调节剂质量份数为0.1份。
[0042]进一步地，步骤S3中，所述混合物b先进行水浴保温，在高速分散中依次添加Janus二氧化硅纳米片、助溶剂、去离子水和助剂；所述水浴温度为30
‑
50℃，分散速度不低于800rpm，分散时间不小于30min；
[0043]进一步地，步骤S3中，在混合物b中先添加Janus二氧化硅纳米片、助溶剂、去离子水和助剂，再进行绢丝布过滤，最后得到水性丙烯酸涂料。
[0044]与现有技术相比，本专利技术优点如下：
[0045](1)本专利技术制得的Janus二氧化硅纳米片改性丙烯酸涂料，纳米片上的氨基可与树脂上的羧基发生反应，将纳米片接枝到树脂上，树脂间因纳米片的存在，空间位阻变大，一定程度上减少了树脂间的缔合作用，增强了漆的整体稳定性；
[0046](2)本专利技术制得的Janus二氧化硅纳米片改性丙烯酸涂料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料制成：2.根据权利要求1所述的一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述Janus二氧化硅纳米片质量份数为4份；所述颜料为金红石型钛白粉，质量份数为20份；所述填料为超细硫酸钡，质量份数为5份；所述分散剂为非离子型高分子聚合物分散剂，质量份数为2份；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，质量份数为0.2份；所述丙烯酸乳液质量份数为60份；所述助溶剂为乙二醇丁醚，质量份数为4份；所述助剂为润湿分散剂改性聚丙烯酸酯高分子聚合物，质量份数为0.2份；所述去离子水为5份。3.根据权利要求1所述的一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，其特征在于，所述Janus二氧化硅纳米片由以下质量份数的原料制成：所述Janus二氧化硅纳米片制备方法的具体步骤如下：(1)将烷基改性超支化聚硅氧烷溶于石蜡中，得到油溶液；(2)将氨丙基三乙氧基硅烷溶于去离子水中，得到水溶液；(3)将步骤(2)得到的水溶液加入步骤(1)得到的油溶液中，制得无皂乳液；(4)将步骤(3)得到的无皂乳液烘干，得到一面为氨基，另一面为烷基的Janus二氧化硅中空球；(5)对步骤(4)得到的Janus二氧化硅中空球进行破碎，得到一面为氨基，另一面为烷基
的Janus二氧化硅纳米片。4.根据权利要求3所述的一种添加Janus二氧化硅纳米片的水性丙烯酸涂料，其特征在于，步骤(2)中，所述去离子水的pH为1
‑
3；步骤(3)中，所述无皂乳液具体制备方法为：将步骤(2)得到的水溶液逐滴加入步骤(1)得到的油溶液中，用均质机均质，制得无皂乳液；步骤(4)中，所述烘干温度为80℃，时间为1h；步骤(5)中，所述破...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪沁，章奕，
申请(专利权)人：上海华谊涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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