一種納米改性耐磨高硬度地板漆的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明是關于地板漆領域，特別涉及一種納米改性耐磨高硬度地板漆的制備方 法。
【背景技術】
[0002] UV固化漆由于低V0C、固化快速、工藝簡單，在地板漆中普遍使用。普通的UV地 板漆是由有機樹酯組成，具有成膜好、光澤度高的優點，但單純的有機樹酯涂層機械性能較 差，在使用過程中極易產生劃傷磨痕，嚴重影響實木地板的外觀，實木地板的使用壽命也會 受到影響。通常，通過調整UV樹脂的單體組分配比（如不同官能團單體的配比）和添加 微米級的耐磨粒子可以一定程度提高涂層的硬度和耐磨性能，但效果有限。
[0003] 納米材料由于其小尺寸結構、表面效應、體積效應以及量子尺寸效應等使其在聲、 光、電、磁等性質上與宏觀材料相比顯示出獨特的特性。通過納米復合技術將納米材料引入 傳統基體材料制備得到的納米改性涂料，可賦予基體材料原先所不具備的尚強、尚初、尚硬 度等特性。然而，納米改性涂料的特性受到納米材料特性及納米復合工藝影響顯著。
[0004]目前，納米改性手段主要以干法引入納米粉體為主，存在粉體易團聚，分散不均的 現象，嚴重影響后續涂料的性能。通過納米溶膠的方法引入納米粉體可以較大程度地避免 粉體的團聚現象，但溶膠中過多溶劑的引入會影響UV涂料的紫外固化性能和涂層性能，同 時溶劑的選擇不當也會大大降低UV涂料中原有的光引發劑的催化性能，另一方面，納米材 料表面的改性也會影響納米粒子與UV樹脂體系的相容性。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能夠較大幅提高涂層的 硬度和耐磨性能的地板漆的制備方法。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：
[0006] 提供一種納米改性耐磨高硬度地板漆的制備方法，具體包括下述步驟：
[0007] (1)在800r/min的攪拌速率下，取以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的A1 (0H)3溶膠， 加入到以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的納米二氧化硅溶膠中，并使Si:A1的摩爾比為5:1~ 1: 1，混合均勻后，在50°C下陳化24小時，即獲得A1 (0H)3溶膠原位改性包覆的復合二氧化 硅溶膠；
[0008] (2)在300r/min的攪拌條件下，向步驟⑴中制得的復合二氧化硅溶膠中加入作 為催化劑的甲酸，使復合二氧化硅溶膠的pH值保持在1~4,攪拌0. 5h后，再（逐滴）加入 含有乙烯基基團的有機硅氧烷，使有機硅氧烷與復合二氧化硅溶膠的質量比為2:1~1:1， 在25°C下反應6h后，通過減壓濃縮（減壓蒸餾）得到改性納米復合二氧化硅分散液；
[0009] 其中，所述含有乙烯基基團的有機硅氧烷為乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧 基硅烷中的至少一種物質；
[0010] (3)向分散速度為1000r/min的高速分散機中，加入15~35份二官能團丙烯酸 樹脂、20~40份四官能團環氧丙烯酸樹脂、5~10份六官能團環氧丙烯酸樹脂、5~8份 丙烯酸樹脂活性單體、10~20份步驟（2)制備得到的改性納米復合二氧化硅分散液、5~ 10份引發劑、〇. 3~0. 5份流平劑，混合均勻后，即制得UV固化的納米改性耐磨高硬度地板 漆；其中，各原料的添加份數為質量份數；
[0011] 所述二官能團丙烯酸樹脂為改性環氧丙烯酸脂6106、6116中的至少一種物質；
[0012] 所述四官能團環氧丙烯酸樹脂為聚酯丙烯酸脂5400、5420中的至少一種物質；
[0013] 所述六官能團環氧丙烯酸樹脂為超支化丙烯酸脂4600;
[0014] 所述丙烯酸樹脂活性單體為聚醚型芳香族聚氨酯丙烯酸酯7210、7122中的至少 一種物質；
[0015] 所述引發劑為Irgacure500、Irgacure1700中的至少一種物質；
[0016] 所述流平劑為有機硅烷流平劑。
[0017] 在本發明中，所述步驟（1)中，以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的Al(0H)d§膠的制 備方法為：
[0018] 將1質量份A1 (011)3溶膠加入4質量份N，N-二甲基甲酰胺混合均勻后，用旋轉蒸 發儀在60°C、真空度0. 08MPa下，濃縮直至無溶劑蒸餾出來，即得到以N，N-二甲基甲酰胺為 溶劑，固含量為20~30%的A1 (0H)3溶膠。
[0019] 在本發明中，所述步驟（1)中，以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的納米二氧化硅溶膠 的制備方法為：
[0020] 將1質量份二氧化硅溶膠加入4質量份N，N-二甲基甲酰胺混合均勻后，用旋轉蒸 發儀在60°C、真空度0. 08MPa下，濃縮直至無溶劑蒸餾出來，即得到以N，N-二甲基甲酰胺為 溶劑，固含量為20~30%的二氧化硅溶膠。
[0021] 在本發明中，所述步驟（1)中，以N，N_二甲基甲酰胺為溶劑的納米二氧化硅溶膠 的中值粒徑在20~80nm之間。
[0022] 在本發明中，所述步驟（2)中制備得到的改性納米復合二氧化硅分散液，是乙烯 基改性的以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的固含量為70%的改性納米復合二氧化硅分散液。
[0023] 本發明的工作原理：本發明以A1 (0H)3包覆的納米Si02S納米相，通過硅鋁復合溶 膠的方式將納米相引入UV樹脂體系中，同時通過乙烯基有機硅氧烷對硅鋁復合溶膠進行 表面改性，實現了對納米復合粒子表面的有效改性，避免了納米粒子在有機無機納米復合 整個過程中可能出現的團聚現象；以非質子溶劑N，N-二甲基甲酰胺為溶膠溶劑，避免了溶 劑對UV體系光引發劑的影響，從而在不影響UV樹脂紫外固化性能的前提下實現了納米復 合粒子在UV體系中的均勻分散，因碳碳雙鍵基團的表面改性，使納米復合粒子與UV樹脂體 系具有很好的相容性，從而大幅提高了涂層的納米改性效果。
[0024] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0025] 本發明采用改性后的納米溶膠與UV樹脂混合得到透明的納米改性UV地板漆，使 UV樹脂涂層的整體硬度和耐磨性能都大幅提高。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述：
[0027] -種納米改性耐磨高硬度地板漆的制備方法，具體包括下述步驟：
[0028] (1)將1質量份市售A1 (0H) 3溶膠（杭州萬景新材料有限公司，JR14W)加入4質 量份N，N-二甲基甲酰胺混合均勻后，用旋轉蒸發儀在60°C，真空度0. 08MPa下濃縮直至無 溶劑蒸餾出來，得到以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，固含量為20~30 %的A1 (OH) 3溶膠。
[0029] 將1質量份市售二氧化硅溶膠（蘇州納迪微電子有限公司，ND-0201)加入4質量 份N，N-二甲基甲酰胺混合均勻后，用旋轉蒸發儀在60°C，真空度0. 08MPa下濃縮直至無溶 劑蒸餾出來，得到以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，固含量為20~30%的二氧化硅溶膠；且以 N，N-二甲基甲酰胺為溶劑二氧化硅溶膠粒子中值粒徑在20~80nm之間。
[0030] 在800r/min的攪拌速率下，取制得的以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的A1 (011)3溶 膠，加入到制得的以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑的納米二氧化硅溶膠中，并使Si:A1的摩爾 比為5:1~