包含活性的表面改性的納米顆粒的樹脂體系制造技術

本發(fā)明專利技術描述了包含可交聯(lián)樹脂、活性稀釋劑和多個活性的表面改性的 納米顆粒的樹脂體系以及包括這種樹脂體系的凝膠涂層。本發(fā)明專利技術另外還描 述了具有這種附接到基底(如纖維增強基底)的表面的組合物的制品。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包含活性的表面改性的納米顆粒的樹脂體系，包括采用該 樹脂體系的凝膠涂層和制品。
技術實現(xiàn)思路
在一個方面，本專利技術提供具有樹脂體系的凝膠涂層組合物，其中該樹脂體系包括可交聯(lián)樹脂；活性稀釋劑；以及多個活性的表面改性的納米顆 粒。表面改性的納米顆粒包括具有表面的核和第一表面處理劑。第一表面 處理劑具有附接到核表面的第一官能團，以及能夠與可交聯(lián)樹脂和/或活性 稀釋劑反應的第二官能團。在一些實施例中，第一官能團將第一表面處理劑共價地附連到核上。 在一些實施例中，第一表面處理劑包含醇、胺、羧酸、磺酸、膦酸、硅烷 和鈦酸鹽中的至少一種。在一些實施例中，表面改性的納米顆粒的平均粒度為5納米至250納米。在一些實施例中，組合物基本上不含活性橡膠疇。在一些實施例中，樹脂體系具有約5至約60重量％的活性的表面改性 的納米顆粒。在一些實施例中，樹脂體系中的活性稀釋劑小于或等于40重 量％。在一些實施例中，活性稀釋劑為烯鍵式不飽和單體化合物。在一些實 施例中，該活性稀釋劑可以為苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙 烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、鄰苯二甲酸二烯丙基酯、氰尿酸三烯丙基酯或 它們的混合物。在一些實施例中，可交聯(lián)樹脂可以為不飽和聚酯樹脂。在其他實施例 中，可交聯(lián)樹脂可以為一種或多種環(huán)氧樹脂與一種或多種烯鍵式不飽和一 羧酸的反應產(chǎn)物。4在一些實施例中，表面改性的納米顆粒的核的表面可以為無機氧化 物，包括(但不限于)硅石、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化釩、氧 化銻、氧化錫、氧化鋅、二氧化鈰以及它們的混合物。在一些實施例中，活性的表面改性的納米顆粒也包括第二表面處理 劑，其中第二表面處理劑附接到核的表面。在一些實施例中，組合物包含添加劑。示例性添加劑包括催化劑、 交聯(lián)劑、抑制劑、染料、顏料、阻燃劑、沖擊改性劑、引發(fā)劑、活化劑、 促進劑、消泡劑、潤濕劑、流平劑、表面活性劑、遏制劑、流控劑或它們 的混合物。在一些實施例中，組合物包含觸變劑。在一些實施例中，組合 物的觸變指數(shù)可以大于或等于4。在另一方面，本專利技術提供一種制品，該制品具有基底和附接到該基底 表面的固化的凝膠涂層，其中該固化的凝膠涂層為以下物質(zhì)的反應產(chǎn)物 可交聯(lián)樹脂；活性稀釋劑；以及多個活性的表面改性的納米顆粒。表面改 性的納米顆粒包括具有表面的核和第一表面處理劑。第一表面處理劑包含 附接到核表面的第一官能團和與可交聯(lián)樹脂和活性稀釋劑中的至少一者反 應的第二官能團。在一些實施例中，該制品可以為交通工具和/或固定用 具。在一些實施例中，該基底可以為纖維增強復合材料。在另一方面，本專利技術提供一種樹脂體系，其具有可交聯(lián)樹脂；活性 稀釋劑；以及多個活性的表面改性的納米顆粒。表面改性的納米顆粒包括具有表面的核和第一表面處理劑。第一表面處理劑包含附接到核表面的第一官能團和能與可交聯(lián)樹脂和/或活性稀釋劑反應的第二官能團；表面改性 的納米顆粒還包括與其核的表面附連的第二表面處理劑。在另一方面，本專利技術提供這樣的組合物，其具有可交聯(lián)樹脂；活性 稀釋劑；以及多個活性的表面改性的納米顆粒。表面改性的納米顆粒包括 具有表面的核和第一表面處理劑。第一表面處理劑包含附接到核表面的第 一官能團。選擇第一表面處理劑的重量百分比(基于組合物的總重量)， 從而使得組合物的觸變指數(shù)大于或等于4。本公開的上述
技術實現(xiàn)思路
并不旨在描述本專利技術的每一個實施例。本專利技術 的一個和多個實施例的細節(jié)還將在下面予以詳細的描述。本專利技術的其他特 征、目標和優(yōu)點從所述描述和權利要求書中將顯而易見。具體實施例方式如本文所用，術語"硅石"是指化合物二氧化硅。參見"化工技術百科全書"第4版，第21巻，第977-1032頁(Kirk-0thmer Encyclopedia of Chemical Technology 4th Ed. ， Vol. 21， pp. 71977—1032 (1977))。如本文所用，術語"初級硅石顆粒"或"最終硅石顆粒"可交換使 用，并且是指最小單元的顆粒。主要或初級硅石顆粒通常為完全致密的 (即，完全壓縮的)。如本文所用，術語"無定形硅石"是指不具有x射線衍射法測量所定 義的晶體結構的硅石。如本文所用，術語"硅溶膠"是指離散的無定形硅石顆粒在液體(通 常為水)中形成的穩(wěn)定分散體。如本文所用，術語"基本呈球形"是指硅石顆粒的大體形狀。基本呈 球形的硅石顆粒的平均縱橫比至多為約4:1，在一些實施例中，至多為約 3:1、至多為約2:1或甚至至多為約1.5:1。在一些實施例中，平均縱橫比 為約l:l。如本文所用，"凝聚的"是描述初級顆粒通常通過電荷或極性保持在 一起的弱締合。例如，凝聚顆粒在液體中分散時所遇到的剪切力通常可將 凝聚顆粒分解成更小的實體。一般來講，"聚集的"和"聚集體"是描述初級顆粒通常通過(例 如)殘基化學處理、共價化學鍵或離子化學鍵連接在一起的強締合。聚集 體進一步分解成更小的實體是極難實現(xiàn)的。通常，通過(例如)聚集顆粒 在液體中分散時所遇到的剪切力不會將聚集顆粒分解成更小的實體。如本文所用，"粒度"是指顆粒的最長維度，如球體的直徑或橢圓體 的長軸。凝膠涂層通常存在于基底(例如纖維增強復合材料)的表面上以提供 耐用表面層和/或美學上合意的表面層。示例性應用包括(例如)水運工 具、飛行器和娛樂用運輸工具之類的交通工具；以及(諸如)洗碗池、浴 缸、浴池和淋浴間之類的固定用具。例如，制備具有與制品的所需最終形 狀和表面光潔度相對應的分離表面的模具。凝膠涂層可以通過(例如)噴6涂而施加至分離表面。然后將附加層(例如纖維增強樹脂)施加到該凝膠 涂層上。固化后，從模具中去除制品，凝膠涂層提供該制品的最終拋光表 面。一般來講，本專利技術的凝膠涂層包括樹脂體系和任何數(shù)量的多種可選添 加劑，包括(但不限于)觸變劑，其用于提供足以允許凝膠涂層以最小的 流掛性噴涂到非水平表面上的觸變指數(shù)。其他添加劑包括(但不限于) 用于獲得不透明度和著色的顆粒、用于著色的染料、和/或通過阻斷凝膠涂 層與空氣界面的氧而改善固化的蠟。在此所用的"觸變指數(shù)"是指使用型號為DV-n+的布氏粘度計(Brookfield Eng Labs ， Inc. Stoughton， MA 02072)，選用4號軸以 5rpm測得的室溫粘度除以以50rpm測得的室溫粘度的比值。如本文所用，"樹脂體系"是指協(xié)同反應形成最終的固化的凝膠涂層 的主要反應成分。本專利技術的樹脂體系包括一種或多種可交聯(lián)樹脂、 一種或 多種活性稀釋劑以及多個活性的表面改性的納米顆粒。在一些實施例中， 樹脂體系基本上不含活性橡膠疇。如本文所用，"活性橡膠疇"是指橡膠疇，即具有-2(TC或更低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的疇，其包含能與可交聯(lián)樹脂或活性稀釋劑反應的基團。如組合物具有的活性橡膠疇相對于樹脂體系的總重量而言低于1重量％，則認為其 基本上不含活性橡膠疇。一般來講，可以使用任何已知的可交聯(lián)樹脂。在一些實施例中，可交 聯(lián)樹脂為烯鍵式不飽和可交聯(lián)樹脂(如不飽和聚酯、"乙烯基酯"和丙烯 酸酯(如聚氨酯丙烯酸酯))。如本文所用，術語"乙烯基酯"是指環(huán)氧 樹脂與烯鍵式不飽和一羧酸的反應產(chǎn)物。盡管該反應產(chǎn)物為丙烯酸酯或異 丁烯酸酯，但術語"乙烯基酯"在凝膠涂層工業(yè)始終使用。(參見，例如 "熱固塑料本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種組合物，包含樹脂體系，其中所述樹脂體系包含：　可交聯(lián)樹脂；　活性稀釋劑；和　多個活性的表面改性的納米顆粒，其中所述表面改性的納米顆粒包括具有表面的核和第一表面處理劑，其中所述第一表面處理劑包含附接到所述核的所述表面的第 一官能團和能夠與所述可交聯(lián)樹脂和所述活性稀釋劑中的至少一者反應的第二官能團。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：埃米莉·S·根納，霍華德·S·克里爾，安德魯·M·海因，布蘭特·U·科爾布，吉恩·B·波爾泰利，溫迪·L·湯普森，
申請(專利權)人：三M創(chuàng)新有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US