本發(fā)明涉及一種光固化疏水樹脂改性納米二氧化硅的制備方法，屬于功能性納米材料領(lǐng)域。
背景介紹
納米材料是當(dāng)下應(yīng)用廣泛的一種填充材料，其可有效提高材料的物理化學(xué)性能。納米二氧化硅是其中一種用途廣泛的無機(jī)化工材料，由于其耐紫外線并能提高其他材料的抗老化、強(qiáng)度及耐化學(xué)等性能，因此在涂料等領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用。對納米二氧化硅粒子進(jìn)行表面修飾改性，接枝功能性基團(tuán)使其獲得特定功能，并作為改性材料與樹脂等基體材料復(fù)合，可獲得性能優(yōu)異的改性多功能材料。采用納米級二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、三羥甲基丙烷(TMP)、十三氟辛醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)等單體制得的改性納米二氧化硅與普通二氧化硅相比，粒子表面的含氟鏈段使納米二氧化硅具有優(yōu)異的超疏水性能，同時粒子表面接有大量雙鍵，應(yīng)用于光固化材料時可有效加強(qiáng)納米粒子的穩(wěn)定性，在光固化材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明涉及一種光固化疏水樹脂改性納米二氧化硅的制備方法，其目的在于提供一種利用納米級二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑、光固化含氟樹脂改性合成的具有光固化及超疏水特性的改性納米二氧化硅。在該納米粒子中，粒子表面的含氟鏈段使得改性粒子具有優(yōu)異的超疏水性能，同時改性粒子表面具有大量雙鍵基團(tuán)，使改性納米二氧化硅粒子同時具備了光固化特性，在應(yīng)用于光固化材料領(lǐng)域時可有效加強(qiáng)粒子的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
光固化疏水樹脂改性納米二氧化硅的制備方法，包括如下步驟：
(1)將計量的納米二氧化硅置于干燥潔凈的三口燒瓶中，加入150倍質(zhì)量的無水乙醇，超聲使納米二氧化硅均勻的分散于無水乙醇中；
(2)將分散好的分散液置于50℃水浴鍋中，加入計量的經(jīng)乙酸或其它酸類調(diào)節(jié)的酸性水(pH值范圍為4～5)，攪拌10min；繼續(xù)加入0.2倍納米二氧化硅計量的含氨基硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)4h；
(3)第一階段反應(yīng)結(jié)束后，洗滌、干燥制得的改性納米二氧化硅粒子，并重新分散于丙酮中；
(4)以摩爾份數(shù)計，將0.015份摩爾重量的IPDI加入干燥潔凈的四口燒瓶中，加入金屬有機(jī)化合物類催化劑及少量溶劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，室溫下攪拌均勻；
(5)將上述四口燒瓶置于油浴鍋中，升溫至45℃，加入0.005份摩爾重量經(jīng)溶劑溶解的三羥基多元醇，持續(xù)攪拌，反應(yīng)2.5h；
(6)到達(dá)反應(yīng)時間后，向體系中繼續(xù)加入0.005份摩爾重量的單羥基氟醇，并升溫至70℃，反應(yīng)2h；
(7)到達(dá)反應(yīng)時間后，向體系中繼續(xù)加入0.005份摩爾重量的含羥基且含大量雙鍵的功能單體，反應(yīng)2h；
(8)將步驟(3)所得改性納米二氧化硅丙酮分散液置于70℃油浴鍋中，接入冷凝管、攪拌裝置，持續(xù)攪拌，將步驟(7)所得樹脂置于滴液漏斗中，以2s每滴的速度滴入改性納米二氧化硅丙酮分散液中，反應(yīng)4h；
(9)反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥，即得到設(shè)計的光固化疏水樹脂改性納米二氧化硅。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將1.8g SiO2、270g無水乙醇加入潔凈的三口燒瓶中，超聲0.5h分散均勻，將分散液置于50℃恒溫水浴鍋中，接入攪拌器，加入5ml酸性水，攪拌10min；
向分散體系中加入0.36g Kh550，持續(xù)攪拌，反應(yīng)4h；
將制備的樣品洗滌、干燥，并重新分散于丙酮中；
將0.01g催化劑DBTDL、3.34gIPDI加入潔凈的四口燒瓶中，插入氮?dú)鈱?dǎo)管、攪拌棒，攪拌5分鐘，將燒瓶置于45℃油浴鍋中，利用恒壓滴液漏斗將溶解于N,N-二甲基甲酰胺的0.67gTMP以2s每滴的速度緩慢加入到四口燒瓶中，持續(xù)攪拌反應(yīng)2.5h；
將油浴鍋升溫至70℃，將1.835g十三氟辛醇加入燒瓶，持續(xù)攪拌反應(yīng)2h；
利用恒壓滴液漏斗繼續(xù)將1.49gPETA以2s每滴的速度滴加到反應(yīng)體系中，持續(xù)攪拌反應(yīng)2h，得到改性疏水樹脂；
將改性納米二氧化硅丙酮分散液置于70℃油浴鍋中，接入冷凝管、攪拌裝置，持續(xù)攪拌，將所得改性疏水樹脂置于滴液漏斗中，以2s每滴的速度滴入改性納米二氧化硅丙酮分散液中，反應(yīng)4h；
反應(yīng)結(jié)束后洗滌、干燥，即得到設(shè)計的光固化疏水樹脂改性納米二氧化硅。