本发明涉及涂料，具体为一种含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料及其制备工艺。
背景技术：
1、火灾是生活安全的隐患之一，目前人们对家具的大量使用，导致发生火灾时产生大量的有毒气体，影响人们的身体健康，并且长时间暴露在空气中，细菌会对其进行侵蚀，长时间会影响家具的质量，在空气中含有大量的水蒸气会吸附在家具的表面，被家具吸入内部，影响其正常使用，因此如何避免这些现象，是解决问题的关键。如申请号201210500460.1中国发明专利，公布了一种阻燃涂料的制备方法，该制备方法简单，易操作，所得涂料由阻燃剂、无机颜料、分散剂、成膜剂、助剂、纯丙乳液和水组成，该涂料具有环保，阻燃效果好且原料易得的特性，但是抗菌、耐水性能没有得到改善。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料及其制备工艺，具有较好的阻燃和抗菌效果、同时具有较好的耐水性和自洁性。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，包括以下重量组分：5-8重量份的蠕虫状的纳米二氧化硅粒子、6-10重量份的含氟修饰聚氨酯、3-6重量份的环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷、3-5重量份的滑石粉、0.7-1重量份的byk-071消泡剂、0.4-0.8重量份的byk-345流平剂、0.6-0.8重量份的byk-220s湿润分散剂。
5、优选的，所述含氟修饰聚氨酯的制备方法为：
6、(1)向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入全氟辛酰氯和巯基乙胺，搅拌溶解，继续加入吡啶催化剂，在65-80℃下反应8-14h，反应结束后减压蒸馏，过滤并干燥，得到全氟辛酰胺基硫醇；
7、(2)向二甲基亚砜溶剂中加入全氟辛酰胺基硫醇、二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷和二甲基苯基膦，搅拌混匀，通入氮气保护，升温至65-80℃，施加110-120rmp机械搅拌，300-310w/m2紫外照射，搅拌反应2-4h，结束后减压旋蒸除去溶剂，洗涤，干燥，得到全氟辛酰胺修饰硅烷；
8、(3)将6-10重量份的全氟辛酰胺修饰硅烷、12-16重量份的2-溴乙醇加入至异丙醇溶剂中，在75-90℃下进行回流反应，结束后旋转蒸发除去溶剂，乙醇重结晶，得到含氟扩链剂；
9、(4)将真空干燥脱水的聚酯多元醇、六亚甲基二异氰酸酯混合，通入氮气，在75-90℃下加入含氟扩链剂、二月桂酸二丁基锡催化剂，反应30-45min，待反应结束，自然冷却、出料，得到含氟修饰聚氨酯。
10、优选的，所述(1)中全氟辛酰氯、巯基乙胺、吡啶催化剂的质量比为1:1.1-1.3:0.001-0.03。
11、优选的，所述(2)中全氟辛酰胺基硫醇、二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷、二甲基苯基膦的质量比为0.8-1.1:1:0.02-0.03。
12、优选的，所述(3)中反应时间为8-24h。
13、优选的，所述(4)中聚酯多元醇、六亚甲基二异氰酸酯、含氟扩链剂、二月桂酸二丁基锡催化剂的质量比为1:1.4-1.8:1.2-1.5:0.02-0.04。
14、优选的，所述环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷的制备方法为：向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入5-8重量份的全氟辛酰胺修饰硅烷和7-12重量份的环氧氯丙烷，搅拌溶解，在50-70℃下反应1-3h，结束后减压蒸馏，过滤并干燥，得到环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷。
15、优选的，所述含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料的制备方法为：将蠕虫状的纳米二氧化硅粒子、含氟修饰聚氨酯、环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷、滑石粉、byk-071消泡剂、byk-345流平剂、byk-220s湿润分散剂加入到搅拌器中，室温下搅拌15-20min，得到含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料。
16、(三)有益的技术效果
17、本发明通过将蠕虫状的纳米二氧化硅粒子、含氟修饰聚氨酯、环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷、滑石粉、byk-071消泡剂、byk-345流平剂、byk-220s湿润分散剂加入到搅拌器中，室温下搅拌，得到含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料。
18、将全氟辛酰氯中的酰氯基团和巯基乙胺中的氨基进行反应，生成了酰胺基团，同时又引入了硫醇基团，从而得到全氟辛酰胺基硫醇，继续和二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷中的烯基进行点击反应，同时又引入了叔胺基，从而得到全氟辛酰胺修饰硅烷，全氟辛酰胺修饰硅烷中的叔胺基继续和2-溴乙醇中的溴基团进行反应，生成了季铵盐基团，又引入了大量的羟基，得到含氟扩链剂，将聚酯多元醇、六亚甲基二异氰酸酯、含氟扩链剂进行反应，得到含氟修饰聚氨酯；将全氟辛酰胺修饰硅烷中的叔胺基和环氧氯丙烷中的氯基团进行反应，得到季铵盐基团，同时又引入了环氧基团，得到环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷。
19、含氟修饰聚氨酯和环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷中含有的硫元素在高温下可以释放出强酸促进基材脱水成炭，隔绝外部的氧气和热源，从而达到阻燃的效果，其中含有的硅元素，硅氧键键能较大，不仅能够吸收较多的热量，而且硅元素能够吸收热量产生一种玻璃状物质覆盖在材料表面，隔绝物质运输和能量传递，从而达到阻燃的效果；其中含有的季铵盐基团起到较好的抗菌作用，含有的大量氟原子对涂料具有较好的自洁功能；在搅拌的过程中，含氟修饰聚氨酯中的端羟基会和环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷中的环氧基团发生开环加成，彼此之间形成紧密的交联网，使其连接更紧密，吸水更低，起到较好的耐水效果，蠕虫状的纳米二氧化硅粒子本身也具有较好的阻燃和耐水性能。
1.一种含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，包括以下重量组分：5-8重量份的蠕虫状的纳米二氧化硅粒子、6-10重量份的含氟修饰聚氨酯、3-6重量份的环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷、3-5重量份的滑石粉、0.7-1重量份的byk-071消泡剂、0.4-0.8重量份的byk-345流平剂、0.6-0.8重量份的byk-220s湿润分散剂；
2.根据权利要求1所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，所述(1)中全氟辛酰氯、巯基乙胺、吡啶催化剂的质量比为1:1.1-1.3:0.001-0.03。
3.根据权利要求1所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，所述(2)中全氟辛酰胺基硫醇、二(二甲氨基)甲基乙烯基硅烷、二甲基苯基膦的质量比为0.8-1.1:1:0.02-0.03。
4.根据权利要求1所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，所述(3)中反应时间为8-24h。
5.根据权利要求1所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，所述(4)中聚酯多元醇、六亚甲基二异氰酸酯、含氟扩链剂、二月桂酸二丁基锡催化剂的质量比为1:1.4-1.8:1.2-1.5:0.02-0.04。
6.根据权利要求1所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料，其特征在于，所述环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷的制备方法为：向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入5-8重量份的全氟辛酰胺修饰硅烷和7-12重量份的环氧氯丙烷，搅拌溶解，在50-70℃下反应1-3h，结束后减压蒸馏，过滤并干燥，得到环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料的制备方法，其特征在于，所述含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料的制备方法为：将蠕虫状的纳米二氧化硅粒子、含氟修饰聚氨酯、环氧基全氟辛酰胺修饰硅烷、滑石粉、byk-071消泡剂、byk-345流平剂、byk-220s湿润分散剂加入到搅拌器中，室温下搅拌15-20min，得到含蠕虫状的纳米二氧化硅粒子涂料。
