[发明专利]一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法

摘要

本发明具体涉及一种水性聚氨酯‑二氧化硅纳米复合乳液的制备方法。本发明以低聚物二元醇为软段，异氰酸酯化合物为硬段，并在乳化过程中引入纳米二氧化硅，制得基于纳米二氧化硅改性的水性聚氨酯乳液。纳米二氧化硅的引入有效提高了水性聚氨酯乳胶膜的拉伸强度和模量，膜表面疏水性增强，吸水率降低且膜具有较高透明性。用该方法制备的水性聚氨酯纳米复合乳液可广泛用于高性能涂层材料、胶粘剂、油墨、表面处理剂和密封剂等领域。

主权项

一种水性聚氨酯‑二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在于组成包括：30wt％‑50wt％的低聚物多元醇，20wt％‑40wt％的二异氰酸酯化合物，3wt％‑7wt％的亲水单体，2wt％‑5wt％的胺类化合物，1wt％‑5wt％的胺类扩链剂，5wt％‑20wt％的纳米二氧化硅,具体制备方法如下：(1)纳米二氧化硅分散液的合成：按配比将乳化剂和催化剂溶解于去离子水并混合均匀形成水相，另外按配比将有机硅氧烷化合物缓慢滴加到水相组份中，在25℃下反应24h，制得纳米二氧化硅分散液；(2)水性聚氨酯‑二氧化硅纳米复合乳液的合成：按配比在二异氰酸酯化合物中，滴加低聚物多元醇和催化剂，滴加完毕后在50℃反应1‑2h，然后逐渐升温至65℃，加入亲水单体多羟基羧酸化合物粉末，在此温度下进行反应4‑5h，用甲苯‑二正丁胺法测定生成预聚体的异氰酸酯基(NCO)含量，当接近NCO理论值时，将反应温度降低到30℃，滴加胺类化合物反应1h，然后在乳化过程中引入纳米二氧化硅分散液，最后加入胺类扩链剂对聚氨酯预聚体在水相中进行扩链制得水性聚氨酯‑二氧化硅纳米复合乳液；所述的硅氧烷单体选用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基三甲氧基硅烷、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3‑氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中之一种或二种；所述的乳化剂选用十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基溴化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化铵、聚乙烯醇之一种或二种；所述的催化剂选用氨水、盐酸、醋酸。