一种硬化液及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种硬化液，其特征在于，所述硬化液包含以下质量百分含量的成分：改性无机纳米粒子1～70％、可固化树脂或低聚物30～99％、添加剂0～5％、溶剂0～65％；

所述改性无机纳米粒子包含无机纳米粒子、与所述无机纳米粒子键合的表面接枝改性链段；所述表面接枝改性链段包含至少一种可聚合基团；所述表面接枝改性链段通过-sir¹r²-基和/或-r¹otior²-与所述无机纳米粒子键合；其中r¹r²为烷基、烷氧基、炔基、芳基、丙烯酸基、酯基、醚基、羧基中的至少一种。

2.如权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述改性无机纳米粒子的可聚合基团为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、乙烯基中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的硬化液，其特征在于，所述表面接枝改性链段还包含至少一种可增加所述无机纳米粒子相容性的基团；优选地，所述可增加所述无机纳米粒子相容性的基团为烷基、烃基、脂基、丙烯酰氧基、环氧基、醚基中的至少一种。

4.如权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述表面接枝改性链段在所述无机纳米粒子表面至少覆盖一层；所述无机纳米粒子为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铬、氧化锑、氧化锡中的至少一种；优选地，所述无机纳米粒子的粒径分布d99为20-200nm。

5.如权利1所述的硬化液，其特征在于，所述改性无机纳米粒子采用如下方法制备而成：

(1)预混合：将改性剂与溶剂进行均匀混合；

(2)研磨改性：在超细研磨条件下加入无机纳米粒子，进行研磨改性，改性完成后通过热烘或喷雾干燥进行干燥，即得改性无机纳米粒子；

所述超细研磨采用温度可调控的砂磨机，研磨温度为10-100℃、研磨时间为1～100h；所述研磨介质为锆珠、铝珠、玻璃珠中的至少一种；所述研磨介质在研磨腔中的体积填充率为70～90％；所述研磨介质的粒径为0.03～0.3mm；所述步骤(1)中的溶剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇中的至少一种；所述改性剂与所述溶剂的质量比为1∶1.5～27。

6.如权利要求5所述的硬化液，其特征在于，所述改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、多元醇中的至少一种；优选地，所述改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的至少一种。

7.如权利要求5或6所述的硬化液，其特征在于，所述改性剂与无机纳米粒子的质量比为0.5～3。

8.如权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述可固化树脂至少包含两个可光引发聚合基团；所述低聚物至少包含两个可光引发聚合基团；所述可光引发聚合基团中至少包含一种与所述改性纳米粒子表面接枝改性链段所述可增加无机纳米粒子相容性基团一致或相似的基团。

9.如权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述可固化树脂包含功能性树脂，所述功能性树脂在所述可固化树脂中的质量百分含量为0～100％；所述功能性树脂为氟树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、氟硅树脂中的至少一种；所述低聚物为n.n.二甲基丙烯酰胺、己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种；所述添加剂为氟助剂、氟硅助剂、流平助剂、消泡剂、引发剂、分散剂中的至少一种。

10.一种如权利要求1～9任一项所述硬化液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将除改性无机纳米粒子外的所有原料混合并搅拌均匀；

(2)在超细研磨工艺条件下加入改性无机纳米粒子，研磨后得到硬化液；

所述步骤(2)中的研磨温度为10～100℃，研磨介质为锆珠、铝珠、玻璃珠，所述研磨介质的尺寸为0.1～0.8mm，所述研磨介质在研磨腔中的体积填充率为70～90％。

技术总结
本发明公开一种硬化液，所述所述硬化液包含以下质量百分含量的成分：改性无机纳米粒子1～70％、可固化树脂或低聚物30～99％、添加剂0～5％、溶剂0～65％；所述改性无机纳米粒子包含无机纳米粒子、与所述无机纳米粒子键合的表面接枝改性链段；所述表面接枝改性链段包含至少一种可聚合基团；所述表面接枝改性链段通过‑SiR1R2‑基和/或‑R1OTiOR2‑与所述无机纳米粒子键合；其中R1R2为烷基、烷氧基、炔基、芳基、丙烯酸基、酯基、醚基、羧基中的至少一种。本发明的硬化液可以减少分散剂的使用量甚至不需要添加分散剂就能将无机纳米粒子稳定分散，且其涂层具有较好的机械性能。

技术研发人员：邹新艺;祝邦瑞;秦晓光
受保护的技术使用者：广东海浦倍尔新材料有限公司
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021.08.27