本發(fā)明涉及塑料材料這一
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及到一種添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚酯塑料材料具有密度小、耐沖擊、易加工成型、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而日益受到重視，目前廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、航空、建筑、交通等領(lǐng)域。但聚酯塑料材料的耐候性不好，硬度低，不耐刮傷，在使用過程中表面易被擦傷，使材料的透明度下降，裝飾效果劣化，限制了其使用范圍。因此，在發(fā)揮塑料透明性能優(yōu)越的一面的同時(shí)，為了改善聚合物底材的耐磨性，有必要研究開發(fā)透明硬質(zhì)的有機(jī)/無機(jī)雜化材料。聚有機(jī)硅氧烷是應(yīng)用最為廣泛的一種有機(jī)/無機(jī)雜化透明硬質(zhì)薄膜材料，si-o鍵的存在確保薄膜的硬度值介于氧化硅和純聚合物材料之間，而長(zhǎng)鏈烷基的存在則確保薄膜的柔韌性及與基板的結(jié)合性能。聚有機(jī)硅氧烷的半有機(jī)半無機(jī)分子結(jié)構(gòu)決定了其優(yōu)異的物理化學(xué)性能，尤其是在耐熱性和絕緣性方面，但存在與其它聚合物相容性不好的缺點(diǎn)。無機(jī)/有機(jī)雜化材料作為一種新型的材料，有著常規(guī)聚合物不可比擬的性能優(yōu)勢(shì)。由于納米粒子的特點(diǎn)，利用其協(xié)同效應(yīng)可以使材料在化學(xué)性能、機(jī)械性能以及理特性等方面獲得最佳的整體性能。當(dāng)聚合物本身具有功能效應(yīng)時(shí)，納米粒子與之復(fù)合又能產(chǎn)生新的性能。超支化聚合物作為一種新型的材料，有著線型聚合物不可比擬的性能優(yōu)勢(shì)。同樹枝狀聚合物相比，其合成工藝簡(jiǎn)單、成本較低，但同又在某些性能上和樹枝狀聚合物相似，因此超支化聚合物有著十分廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的普遍重視，傳統(tǒng)的固化技術(shù)因使用較多污染境的揮發(fā)性有機(jī)溶劑而大受限制，光固化技術(shù)以其固化溫度低、速度快、污染小等顯著優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的制備方法，該工藝?yán)眉谆已趸柰?、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸四乙酯等活性有機(jī)硅溶液對(duì)聚酯塑料材料進(jìn)行涂布改性；將丁醚化氨基樹脂、甲醚化氨基樹脂、三聚氰胺磷酸酯、聚酯、醋酸纖維、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、原碳酸四乙酯等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加偶聯(lián)劑、消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過拉膜固化、表面活化處理、涂布、懸掛流平、烘干冷卻等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料，其透明度高、耐熱、防腐，具有較好的應(yīng)用前景。同時(shí)還公開了由該制備方法制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料在光學(xué)耐磨層、耐熱防腐涂層等領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的制備方法，由以下步驟組成：(1)將甲基三乙氧基硅烷2-4份、二甲基二乙氧基硅烷3-6份、正硅酸乙酯4-7份、硅酸四乙酯3-7份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度150-250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌60-90min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂5-8份、甲醚化氨基樹脂1-3份、三聚氰胺磷酸酯2-4份、聚酯1-4份、醋酸纖維2-5份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷2-4份、原碳酸四乙酯1-3份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入偶聯(lián)劑1-4份、固化劑1-4份和增韌劑2-3份，溫度加熱上升至270-320℃，反應(yīng)時(shí)間4-5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入消泡劑1-3份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入固化劑1-2份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：55-60m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為80-100m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。優(yōu)選地，所述步驟(2)中偶聯(lián)劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述步驟(2)中固化劑選自乙二胺、二乙烯三胺、間二甲苯、二氨基二苯基砜中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述步驟(2)中增韌劑選自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述步驟(2)中消泡劑選自高碳醇、苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯、二甲基硅油中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述步驟(4)中表面活化劑的組成為直鏈烷基苯磺酸鈉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3份、十二烷基苯磺酸鈉2份、對(duì)甲苯磺酰胺甲醛樹脂1份、過氧化羥基異丙苯4份、乙酸松油酯3份、1-苯基環(huán)戊烷羧酸2份、三氯乙醛3份、去離子水15份本發(fā)明還提供了由上述制備方法得到的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料在光學(xué)耐磨層、耐熱防腐涂層等領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：(1)本發(fā)明的一種添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的制備方法利用甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸四乙酯等活性有機(jī)硅溶液對(duì)聚酯塑料材料進(jìn)行涂布改性；將丁醚化氨基樹脂、甲醚化氨基樹脂、三聚氰胺磷酸酯、聚酯、醋酸纖維、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、原碳酸四乙酯等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加偶聯(lián)劑、消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過拉膜固化、表面活化處理、涂布、懸掛流平、烘干冷卻等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料，其透明度高、耐熱、防腐，具有較好的應(yīng)用前景。(2)本發(fā)明的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料原料易得、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1(1)將甲基三乙氧基硅烷2份、二甲基二乙氧基硅烷3份、正硅酸乙酯4份、硅酸四乙酯3份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌60min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂5份、甲醚化氨基樹脂1份、三聚氰胺磷酸酯2份、聚酯1份、醋酸纖維2份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷2份、原碳酸四乙酯1份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入乙烯基三乙氧基硅烷1份、乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至270℃，反應(yīng)時(shí)間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：55m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為80m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2(1)將甲基三乙氧基硅烷3份、二甲基二乙氧基硅烷4份、正硅酸乙酯5份、硅酸四乙酯4份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度180轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌70min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂6份、甲醚化氨基樹脂2份、三聚氰胺磷酸酯3份、聚酯2份、醋酸纖維3份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷2份、原碳酸四乙酯2份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2份、二乙烯三胺2份和苯乙烯-丁二烯聚合物2份，溫度加熱上升至290℃，反應(yīng)時(shí)間4.3h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙醇油酸酯2份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二乙烯三胺1份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：57m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為90m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3(1)將甲基三乙氧基硅烷3份、二甲基二乙氧基硅烷5份、正硅酸乙酯6份、硅酸四乙酯6份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度220轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌80min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂7份、甲醚化氨基樹脂2份、三聚氰胺磷酸酯3份、聚酯3份、醋酸纖維4份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷3份、原碳酸四乙酯2份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入γ―氨丙基三甲氧基硅烷3份、間二甲苯3份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3份，溫度加熱上升至305℃，反應(yīng)時(shí)間4.8h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙酸月桂醇酯2份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入間二甲苯2份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：59m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為95m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4(1)將甲基三乙氧基硅烷4份、二甲基二乙氧基硅烷6份、正硅酸乙酯7份、硅酸四乙酯7份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌90min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂8份、甲醚化氨基樹脂3份、三聚氰胺磷酸酯4份、聚酯4份、醋酸纖維5份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷4份、原碳酸四乙酯3份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份、二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至320℃，反應(yīng)時(shí)間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：60m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為100m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例1(1)將甲基三乙氧基硅烷2份、二甲基二乙氧基硅烷3份、正硅酸乙酯4份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌60min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂5份、三聚氰胺磷酸酯2份、聚酯1份、醋酸纖維2份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷2份、原碳酸四乙酯1份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入乙烯基三乙氧基硅烷1份、乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至270℃，反應(yīng)時(shí)間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：55m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后室溫干燥；(5)將步驟(4)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為80m/min；(6)將步驟(5)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例2(1)將甲基三乙氧基硅烷4份、二甲基二乙氧基硅烷6份、正硅酸乙酯7份、硅酸四乙酯7份加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，攪拌速度250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后依次滴加4.5％的醋酸溶液50ml，異丙醇溶液30ml，室溫持續(xù)攪拌90min,然后室溫放置3h，得到活性有機(jī)硅溶液；(2)將丁醚化氨基樹脂8份、甲醚化氨基樹脂3份、三聚氰胺磷酸酯4份、聚酯4份、醋酸纖維5份、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷4份、原碳酸四乙酯3份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至95℃預(yù)熱，攪拌均勻后，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷4份、二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至320℃，反應(yīng)時(shí)間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應(yīng)30min；(3)將步驟(2)的反應(yīng)液自然冷卻至95℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，注入拉膜機(jī)中進(jìn)行薄膜材料拉膜，拉膜機(jī)分切速度：60m/min，然后室溫固化24h；(4)將步驟(3)的薄膜材料放入步驟(1)的活性有機(jī)硅溶液中進(jìn)入涂布，涂布車速為100m/min；(5)將步驟(4)涂布有機(jī)硅溶液的薄膜材料懸掛流平，先在60℃烘箱中加熱15min，然后升溫至85℃加熱20min,最后加熱至120℃恒溫固化3h,自然冷卻即得成品。制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2的制得的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料分別進(jìn)行透光率、耐熱降解溫度、附著力這幾項(xiàng)性能測(cè)試。表1透光率％耐熱降解溫度℃附著力/級(jí)實(shí)施例191.23951實(shí)施例290.54031實(shí)施例390.93971實(shí)施例491.14011對(duì)比例185.23472對(duì)比例261.31833本發(fā)明的一種添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料的制備方法利用甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸四乙酯等活性有機(jī)硅溶液對(duì)聚酯塑料材料進(jìn)行涂布改性；將丁醚化氨基樹脂、甲醚化氨基樹脂、三聚氰胺磷酸酯、聚酯、醋酸纖維、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、原碳酸四乙酯等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加偶聯(lián)劑、消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復(fù)合材料的性能，然后通過拉膜固化、表面活化處理、涂布、懸掛流平、烘干冷卻等一系列操作后得到復(fù)合塑料材料。制備而成的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料，其透明度高、耐熱、防腐，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的添加有機(jī)硅的無機(jī)硬質(zhì)薄膜塑料材料原料易得、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12