一种纳米改性耐磨高硬度地板漆的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于地板漆领域，特别涉及一种纳米改性耐磨高硬度地板漆的制备方 法。
【背景技术】
[0002] UV固化漆由于低V0C、固化快速、工艺简单，在地板漆中普遍使用。普通的UV地 板漆是由有机树酯组成，具有成膜好、光泽度高的优点，但单纯的有机树酯涂层机械性能较 差，在使用过程中极易产生划伤磨痕，严重影响实木地板的外观，实木地板的使用寿命也会 受到影响。通常，通过调整UV树脂的单体组分配比（如不同官能团单体的配比）和添加 微米级的耐磨粒子可以一定程度提高涂层的硬度和耐磨性能，但效果有限。
[0003] 纳米材料由于其小尺寸结构、表面效应、体积效应以及量子尺寸效应等使其在声、 光、电、磁等性质上与宏观材料相比显示出独特的特性。通过纳米复合技术将纳米材料引入 传统基体材料制备得到的纳米改性涂料，可赋予基体材料原先所不具备的尚强、尚初、尚硬 度等特性。然而，纳米改性涂料的特性受到纳米材料特性及纳米复合工艺影响显著。
[0004]目前，纳米改性手段主要以干法引入纳米粉体为主，存在粉体易团聚，分散不均的 现象，严重影响后续涂料的性能。通过纳米溶胶的方法引入纳米粉体可以较大程度地避免 粉体的团聚现象，但溶胶中过多溶剂的引入会影响UV涂料的紫外固化性能和涂层性能，同 时溶剂的选择不当也会大大降低UV涂料中原有的光引发剂的催化性能，另一方面，纳米材 料表面的改性也会影响纳米粒子与UV树脂体系的相容性。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够较大幅提高涂层的 硬度和耐磨性能的地板漆的制备方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
[0006] 提供一种纳米改性耐磨高硬度地板漆的制备方法，具体包括下述步骤：
[0007] (1)在800r/min的搅拌速率下，取以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的A1 (0H)3溶胶， 加入到以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的纳米二氧化硅溶胶中，并使Si:A1的摩尔比为5:1~ 1: 1，混合均匀后，在50°C下陈化24小时，即获得A1 (0H)3溶胶原位改性包覆的复合二氧化 硅溶胶；
[0008] (2)在300r/min的搅拌条件下，向步骤⑴中制得的复合二氧化硅溶胶中加入作 为催化剂的甲酸，使复合二氧化硅溶胶的pH值保持在1~4,搅拌0. 5h后，再（逐滴）加入 含有乙烯基基团的有机硅氧烷，使有机硅氧烷与复合二氧化硅溶胶的质量比为2:1~1:1， 在25°C下反应6h后，通过减压浓缩（减压蒸馏）得到改性纳米复合二氧化硅分散液；
[0009] 其中，所述含有乙烯基基团的有机硅氧烷为乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧 基硅烷中的至少一种物质；
[0010] (3)向分散速度为1000r/min的高速分散机中，加入15~35份二官能团丙烯酸 树脂、20~40份四官能团环氧丙烯酸树脂、5~10份六官能团环氧丙烯酸树脂、5~8份 丙烯酸树脂活性单体、10~20份步骤（2)制备得到的改性纳米复合二氧化硅分散液、5~ 10份引发剂、〇. 3~0. 5份流平剂，混合均匀后，即制得UV固化的纳米改性耐磨高硬度地板 漆；其中，各原料的添加份数为质量份数；
[0011] 所述二官能团丙烯酸树脂为改性环氧丙烯酸脂6106、6116中的至少一种物质；
[0012] 所述四官能团环氧丙烯酸树脂为聚酯丙烯酸脂5400、5420中的至少一种物质；
[0013] 所述六官能团环氧丙烯酸树脂为超支化丙烯酸脂4600;
[0014] 所述丙烯酸树脂活性单体为聚醚型芳香族聚氨酯丙烯酸酯7210、7122中的至少 一种物质；
[0015] 所述引发剂为Irgacure500、Irgacure1700中的至少一种物质；
[0016] 所述流平剂为有机硅烷流平剂。
[0017] 在本发明中，所述步骤（1)中，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的Al(0H)d§胶的制 备方法为：
[0018] 将1质量份A1 (011)3溶胶加入4质量份N，N-二甲基甲酰胺混合均匀后，用旋转蒸 发仪在60°C、真空度0. 08MPa下，浓缩直至无溶剂蒸馏出来，即得到以N，N-二甲基甲酰胺为 溶剂，固含量为20~30%的A1 (0H)3溶胶。
[0019] 在本发明中，所述步骤（1)中，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的纳米二氧化硅溶胶 的制备方法为：
[0020] 将1质量份二氧化硅溶胶加入4质量份N，N-二甲基甲酰胺混合均匀后，用旋转蒸 发仪在60°C、真空度0. 08MPa下，浓缩直至无溶剂蒸馏出来，即得到以N，N-二甲基甲酰胺为 溶剂，固含量为20~30%的二氧化硅溶胶。
[0021] 在本发明中，所述步骤（1)中，以N，N_二甲基甲酰胺为溶剂的纳米二氧化硅溶胶 的中值粒径在20~80nm之间。
[0022] 在本发明中，所述步骤（2)中制备得到的改性纳米复合二氧化硅分散液，是乙烯 基改性的以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的固含量为70%的改性纳米复合二氧化硅分散液。
[0023] 本发明的工作原理：本发明以A1 (0H)3包覆的纳米Si02S纳米相，通过硅铝复合溶 胶的方式将纳米相引入UV树脂体系中，同时通过乙烯基有机硅氧烷对硅铝复合溶胶进行 表面改性，实现了对纳米复合粒子表面的有效改性，避免了纳米粒子在有机无机纳米复合 整个过程中可能出现的团聚现象；以非质子溶剂N，N-二甲基甲酰胺为溶胶溶剂，避免了溶 剂对UV体系光引发剂的影响，从而在不影响UV树脂紫外固化性能的前提下实现了纳米复 合粒子在UV体系中的均匀分散，因碳碳双键基团的表面改性，使纳米复合粒子与UV树脂体 系具有很好的相容性，从而大幅提高了涂层的纳米改性效果。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025] 本发明采用改性后的纳米溶胶与UV树脂混合得到透明的纳米改性UV地板漆，使 UV树脂涂层的整体硬度和耐磨性能都大幅提高。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述：
[0027] -种纳米改性耐磨高硬度地板漆的制备方法，具体包括下述步骤：
[0028] (1)将1质量份市售A1 (0H) 3溶胶（杭州万景新材料有限公司，JR14W)加入4质 量份N，N-二甲基甲酰胺混合均匀后，用旋转蒸发仪在60°C，真空度0. 08MPa下浓缩直至无 溶剂蒸馏出来，得到以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，固含量为20~30 %的A1 (OH) 3溶胶。
[0029] 将1质量份市售二氧化硅溶胶（苏州纳迪微电子有限公司，ND-0201)加入4质量 份N，N-二甲基甲酰胺混合均匀后，用旋转蒸发仪在60°C，真空度0. 08MPa下浓缩直至无溶 剂蒸馏出来，得到以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，固含量为20~30%的二氧化硅溶胶；且以 N，N-二甲基甲酰胺为溶剂二氧化硅溶胶粒子中值粒径在20~80nm之间。
[0030] 在800r/min的搅拌速率下，取制得的以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的A1 (011)3溶 胶，加入到制得的以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂的纳米二氧化硅溶胶中，并使Si:A1的摩尔 比为5:1~