(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210824281.7 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 安徽建筑大学 地址 230601 安徽省合肥市蜀山区紫云 路 292号 (72)发明人 刘瑾　沈云　李真　王平　汪十五　 罗家路　唐进阳　 (74)专利代理 机构 合肥和瑞知识产权代理事务 所(普通合伙) 34118 专利代理师 魏玉娇 (51)Int.Cl. C09C 1/04(2006.01) C09C 3/12(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01)C08L 75/16(2006.01) C08J 5/18(2006.01) C09D 175/16(2006.01) C09D 7/62(2018.01) D06M 15/564(2006.01) D06M 11/44(2006.01) D06M 101/06(2006.01) D06M 101/20(2006.01) D06M 101/32(2006.01) (54)发明名称 一种功能性纳米ZnO及其制备方法和用途 (57)摘要 本发明涉及功能性纳米ZnO的合成技术领 域， 特别是将一种功能性纳米ZnO及其制备方法 以及作为光敏剂和增强剂应用到水性聚氨酯丙 烯酸酯复合材料中。 本发明通过水热合成法制得 可控形貌的纳米Z nO， 采用KH5 70进行改性后加入 到水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中， 制得复合乳液， 将复合乳液通过成膜方式转移到聚四氟乙烯板 上或者将织物基基材浸润在复合乳液中后取出， 干燥后通过波长为365nm的紫外光下照射固化， 最终干燥制得水性聚氨酯丙烯酸酯复合材料。 KH570改性的纳米ZnO不仅实现了高效的紫外光 引发， 还增强了改性水性聚氨酯丙烯 酸酯复合材 料的紫外吸收能力， 改善了织物基涂层的力学性 能、 界面性能和耐水性， 并实现了织物基涂层界 面上亲疏水性能的可调。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115160826 A 2022.10.11 CN 115160826 A 1.一种功能性纳米ZnO的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 室温下， 在Zn(NO3)2水溶液中加入氢氧化钠水溶液和表面活性剂， 搅拌均匀后转移 至聚四氟乙烯反应釜中， 在60 ‑120℃下水热反应5 ‑12h， 自然冷却至室温后分离得到沉淀 物， 沉淀物用去离子水洗涤去除杂质， 再用无水乙醇洗涤使沉淀 分散更均匀， 然后在40 ‑100 ℃下干燥5 ‑12h， 制得纳米ZnO； S2、 在纳米Z nO中加入KH570硅烷偶联剂和无水乙醇， 然后在N2气氛中于50 ‑100℃温度下 充分搅拌， 反应2 ‑8h后， 分离得到沉淀物并去除上面吸附的过量硅烷， 真空干燥后得到 KH570硅烷偶联剂改性的功能性纳米ZnO。 2.根据权利要求1所述的功能性纳米ZnO的制备方法， 其特征在于， 所述表面活性剂为 十六烷基三甲基溴化铵即CTAB、 十二烷基苯磺酸钠即SDBS、 聚乙烯吡咯烷酮即PVP ‑K90中的 一种。 3.根据权利要求2所述的功能性纳米ZnO的制备方法， 其特征在于， 所述表面活性剂为 十六烷基三甲基溴化铵即S DBS。 4.根据权利要求1所述的功能性纳米ZnO的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中所述Zn (NO3)2水溶液的浓度为0.1 ‑2mol/L， 氢氧化钠水溶液的浓度为0.5 ‑4mol/L， Zn(NO3)2水溶液 中所含Zn(NO3)2、 氢氧化钠水 溶液所含氢氧化钠和表面活性剂的质量比为7.4: 8:1。 5.根据权利 要求1所述的功能性纳米ZnO的制备方法， 其特征在于， 步骤S2中纳米ZnO与 KH570硅烷偶联剂、 无 水乙醇的混合质量比为1:5:5 0。 6.一种权利要求1 ‑5任意一项的制备 方法制得的功能性纳米ZnO。 7.一种由权利要求6所述的功能性纳米ZnO在制备水性聚氨酯丙烯酸酯复合材料中的 用途， 其特 征在于， 包括如下步骤： S21、 将功能性纳米ZnO作为光敏剂添加到水性聚氨酯丙烯酸酯乳液即WPUA乳液中， 添 加量为0.5‑3.0wt％， 超声搅拌使功能性纳米ZnO均匀分散， 得到WPUA复合乳液； S22、 得到通过成膜方式将WPUA复合乳液转移到聚四氟乙烯板上， 在40 ‑100℃下干燥 0.5‑4h， 在功率为5 ‑60W、 波长为265 ‑400nm的紫外光下照射固化， 最后在50 ‑100℃下干燥 0.5‑4h， 即制得 水性聚氨酯丙烯酸酯复合材 料； 或者， 将织物基基材在WPUA复合乳液中浸润后取出， 在功率为5 ‑60W、 波长为265 ‑400nm 的紫外光下照射固化， 再在50 ‑100℃下干燥0.5 ‑4h， 重复织物基基材在WPUA 复合乳液中浸 润、 干燥的步骤0次以上， 即制得层数为1层以上的织物基的水性聚氨酯丙烯酸酯复合材 料。 8.根据权利要求7所述功能性纳米ZnO在制备水性聚氨酯丙烯酸酯复合材料中的用途， 其特征在于， 所述 WPUA乳液的制备 方法如下： S11、 在N2气氛中将聚丁二醇即P TMG‑1000加入到四颈烧 瓶中， 然后缓慢滴加异佛尔酮二 异氰酸酯即IPDI， 所述PTMG ‑1000与IPDI的摩尔比为3.1:1， 在50 ‑100℃油浴下混合搅拌 0.5‑4h； S12、 在N2气氛中将异佛尔酮二异氰酸酯即IPDI加入到四颈烧瓶中， 缓慢滴加2， 2 ‑二羟 甲基丁酸即DMBA， 所述 IPDI与DMBA的摩尔比为1.2:1， 在5 0‑100℃油浴下反应0.5 ‑4h； S13、 在N2气氛中将异佛尔酮二异氰酸酯即IPDI加 入到四颈烧瓶中， 缓慢滴加丙烯酸羟 乙酯即HEA， 所述IPDI与HEA的摩尔比为1： 1， 在50 ‑100℃油浴下混合搅拌0.5 ‑4h后， 合成反 应结束；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115160826 A 2S14、 将步骤S12的产物滴加到步骤S11中， 50 ‑100℃下搅拌0.5 ‑4h； 再向其中加入步骤 S13的产物， 50 ‑100℃下搅拌0.5 ‑4h， 冷却至5 ‑40℃后， 加入三乙胺即TEA中和含有羧基的亲 水扩链剂， 添加量为TEA与DMBA的摩尔比1:1， 反应0.5 ‑4h后冷却至室温， 加入H2O至反应体 系的固含量 为10‑70wt％， 搅拌乳化得到双键 封端的聚氨酯乳液； S15、 取聚氨酯乳液与丙烯酸丁酯 即BA、 甲基丙烯酸甲酯 即MMA混合置于四颈烧瓶中， 所 述聚氨酯乳液、 BA、 MMA的混合量摩尔比为3:3:2， 在50 ‑100℃下反应0.5 ‑4h， 然后滴加过硫 酸铵即AP S引发反应0.5 ‑4h， 最后反应再进行1 ‑5h， 制得水性聚氨酯丙烯酸酯乳液； 其中， 步骤S1 1、 S12、 S13不分先后顺序。 9.根据权利要求7所述功能性纳米ZnO在制备水性聚氨酯丙烯酸酯复合材料中的用途， 其特征在于， 步骤S3中所述 织物基基材为棉、 PET和P P中的一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115160826 A 3