【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合物涂层，尤其涉及一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层材料及其制备方法。
技术介绍
1、丙烯酸树脂具有透明度高、成膜性与耐光老化性能好等优点。在丙烯酸树脂高分子侧链上引入亲水的聚乙二醇链段，可以提高丙烯酸树脂的亲水、抗生物污染、防污等性能，可以作为防雾、抗生物污染与清洁保护涂层材料。但是普通的亲水丙烯酸树脂，由于侧链引入了亲水的聚乙二醇链段，涂层的表面硬度较低，水溶性变大，耐磨与耐水解性变差，降低了涂层的使用寿命。在丙烯酸树脂涂层中加入纳米二氧化硅(sio2)可以提高涂层的硬度与耐磨性能，特别是在丙烯酸树脂溶液中加入sio2分散体硅溶胶，可以保在持涂层的透光率的前提下提高涂层的硬度与耐磨性能。但是普通的sio2表面主要的基团为羟基，只能增强与增硬丙烯酸树脂涂层的强度与硬度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决亲水复合涂层的问题和不足，提供一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层材料及其制备方法。本专利技术以带环氧基团的硅烷偶联剂对硅溶胶表面进行修饰，制备表面带环氧基团的环氧硅溶胶，并将该环氧硅溶胶加入到聚丙烯酸酯溶液中进行共混掺杂，通过环氧基与丙烯酸树脂主链上的羧基反应，形成交联型的聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层，可同步提高丙烯酸树脂涂层的硬度、耐磨性与耐久性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲
5、
6、式1聚丙烯酸酯的合成反应式
7、2)采用溶胶-凝胶法将0.01～0.07mol正硅酸乙酯，0.1mol水和0.15g冰醋酸溶入30～50ml乙醇中，于40℃预水解1～3h，再将0.03～0.15molγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷滴加到反应体系中，升温至60℃反应4～6h，得到环氧硅溶胶溶液；
8、
9、式2经溶胶凝胶与核-壳制备工艺制得的表面带有环氧基团的环氧硅溶胶溶液的合成过程
10、3)将聚丙烯酸酯溶于无水乙醇中，加入环氧硅溶胶溶液以及乙二醇乙醚，混合均匀，得到涂料混合物，将其均匀涂敷在基材上，固化，得到复合涂层。
11、步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为2.5～3.5:10:2.5～3.5:2.5～3.5。
12、进一步地，步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为3:10:3:3。
13、进一步地，步骤1)中，所述的溶剂为无水乙醇和水的混合溶液，溶剂用量为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯和烯丙基聚乙二醇总质量的1.5～2.5倍。
14、进一步地，步骤1)中，所述的烯丙基聚乙二醇的结构如下，其中m为4～30的整数，优选为10。
15、
16、进一步地，步骤1)中，所述的引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈剂，引发剂用量为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯和烯丙基聚乙二醇总质量的0.5～4％，优选2.5％。
17、进一步地，步骤2)中，所述的正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为0.01～0.07:0.03～0.15。
18、进一步地，步骤3)中，所述的丙烯酸酯和环氧硅溶胶溶液的质量比为10:0.5～1.5。
19、进一步地，步骤3)中，所述固化温度为115～125℃，固化时间为10～45min，得到的复合涂层厚度≤20μm。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
21、本专利技术所述的亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层是以有机组分(亲水聚丙烯酸酯)和无机组分(环氧硅溶胶)交联制备而成。聚丙烯酸酯是以高硬度的甲基丙烯酸甲酯、高强度且含有亲水基团的甲基丙烯酸羟乙酯、带有羧基的甲基丙烯酸以及高亲水性的烯丙基聚乙二醇为共聚单体，通过溶液自由基共聚法合成。环氧硅溶胶则是以正硅酸乙酯、环氧基硅烷偶联剂、醇、水和酸混合，依次进行水解和预水解制得。本专利技术利用聚丙烯酸酯中的亲水链段疏水链段，赋予涂层防雾、抗蛋白吸附功能以及耐久性；利用环氧硅溶胶结合具有强度高、硬度高的特性，改善涂层的机械性能和耐磨性能。
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1.一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为2.5～3.5:10:2.5～3.5:2.5～3.5。
3.根据权利要2所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为3:10:3:3。
4.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的溶剂为无水乙醇和水的混合溶液，溶剂用量为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯和烯丙基聚乙二醇总质量的1.5～2.5倍。
5.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的烯丙基聚乙二醇的结构如下，其中m为4～30的整数，
6.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅
7.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为0.01～0.07:0.03～0.15。
8.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述的丙烯酸酯和环氧硅溶胶溶液的质量比为10:0.5～1.5。
9.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述固化温度为115～125℃，固化时间为10～45min，得到的复合涂层厚度≤20μm。
10.根据权利要1～9任一项所述的制备方法得到的亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为2.5～3.5:10:2.5～3.5:2.5～3.5。
3.根据权利要2所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙基聚乙二醇的质量比为3:10:3:3。
4.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的溶剂为无水乙醇和水的混合溶液，溶剂用量为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯和烯丙基聚乙二醇总质量的1.5～2.5倍。
5.根据权利要1所述的一种亲水聚丙烯酸酯/环氧硅溶胶复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的烯丙基聚乙二醇的结构如下，其中m为4～30的整数...
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