阅读说明：本技术 一种高分散度的纳米TiO2接枝丙烯酸树脂涂层及制备方法 (Nano TiO with high dispersity2Grafted acrylic resin coating and preparation method thereof ) 是由 何伯韬 于 2020-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及丙烯酸树脂技术领域,且公开了一种高分散度的纳米TiO_2接枝丙烯酸树脂涂层,在硫酸铜和抗坏血酸钠的协同催化作用下,使纳米TiO_2的叠氮官能团与丙烯酸树脂的侧链炔基官能团发生简单高效的点击反应,从而将纳米TiO_2共价接枝的丙烯酸树脂的分子链上,显著改善了纳米TiO_2与丙烯酸树脂的界面作用力和相容性,大幅提高了纳米TiO_2的分散性,克服了其团聚和聚集的现象,避免了团聚问题对丙烯酸树脂的机械性能和使用性能造成影响,高度分散的纳米TiO_2对丙烯酸树脂的抗紫外性具有很大的同时,从而提高了耐老化性能。(The invention relates to the technical field of acrylic resin, and discloses nano TiO with high dispersity 2 Grafting acrylic resin coating, under the synergistic catalytic action of copper sulfate and sodium ascorbate, making nano TiO 2 The azido functional group and the side chain alkynyl functional group of the acrylic resin are subjected to simple and efficient click reaction, so that the nano TiO is prepared 2 The molecular chain of the acrylic resin grafted covalently obviously improves the nano TiO 2 Interface acting force and compatibility with acrylic resin are greatly improved, and nano TiO is greatly improved 2 The dispersibility of the acrylic resin, the agglomeration and aggregation phenomena of the acrylic resin are overcome, the influence of the agglomeration problem on the mechanical property and the service performance of the acrylic resin is avoided, and the highly dispersed nano TiO 2 Has great ultraviolet resistance to acrylic resin, thereby improving the aging resistance.)

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层，制备方法如下：

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为5-15:100，在氮气气氛中，70-90℃下搅拌反应18-36h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:20-60，在氮气气氛中，80-120℃下搅拌反应24-48h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至70-80℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:30-40:3-6:0.2-0.8:5-10:0.8-1.5，搅拌反应3-6h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:0.5-2:0.01-0.02:0.03-0.06，在40-70℃下反应48-96h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

实施例1

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为5:100，在氮气气氛中，70℃下搅拌反应18h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:20，在氮气气氛中，80℃下搅拌反应24h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至70℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:30:3:0.2:5:0.8，搅拌反应3h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:0.5:0.01:0.03，在40℃下反应48h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

实施例2

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为8:100，在氮气气氛中，90℃下搅拌反应36h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:30，在氮气气氛中，100℃下搅拌反应24h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至70℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:33:4:0.4:6:1，搅拌反应6h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:1:0.012:0.04，在70℃下反应48h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

实施例3

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为12:100，在氮气气氛中，80℃下搅拌反应24h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:45，在氮气气氛中，100℃下搅拌反应36h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至75℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:38:5:0.6:8:1.2，搅拌反应4h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:1.5:0.016:0.05，在60℃下反应72h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

实施例4

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为15:100，在氮气气氛中，90℃下搅拌反应36h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:60，在氮气气氛中，120℃下搅拌反应48h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至80℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:40:6:0.8:10:1.5，搅拌反应6h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:2:0.02:0.06，在70℃下反应96h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

对比例1

(1)向锥形瓶中加入甲苯溶剂和纳米TiO₂，置于超声波分散仪中分散均匀，超声波分散仪包括超声波换能器和超声探头，超声波分散仪内部设置有超声室，超声室下方固定连接有支撑杆，支撑杆上方与卡板活动连接，卡板内部设置有螺环，螺环活动连接有螺杆，卡板上表面与弹簧固定连接，弹簧上方固定连接有载物台，载物台上方设置有锥形瓶，再加入3-溴丙基三氯硅烷，与纳米TiO₂的质量比为2:100，在氮气气氛中，90℃下搅拌反应18h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制得溴基纳米TiO₂。

(2)向锥形瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和溴基纳米TiO₂，超声分散均匀后加入叠氮化钠，两者质量比为100:10，在氮气气氛中，100℃下搅拌反应36h，离心分离、洗涤并干燥，制得叠氮化纳米TiO₂。

(3)向锥形瓶中加入蒸馏水溶剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯和乳化剂十二烷基硫酸钠，加热至80℃，缓慢滴加过硫酸钾溶液，其中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸丙炔酯、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾的质量比为100:25:2:0.1:3.5:0.6，搅拌反应6h，得到侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液。

(4)向侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中加入叠氮化纳米TiO₂，超声分散均匀后加入硫酸铜和抗坏血酸钠，其中侧链含炔基的丙烯酸树脂乳液中的固含量、与叠氮化纳米TiO₂、硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为100:0.2:0.008:0.02，在60℃下反应72h，离心分离进行纯化，产物分散在蒸馏水溶剂中，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层溶液，将乳液倒入模具中，真空脱泡，并固化成膜，得到高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层。

使用5W的紫外光作为灯源，测试高分散度的纳米TiO₂接枝丙烯酸树脂涂层的紫外光透过率，测试标准为GB/T 18950-2003。