[发明专利]一种水性聚丙烯酸酯/聚氨酯/SiO2

摘要

一种水性聚丙烯酸酯/聚氨酯/SiO2纳米复合黏合剂的制备方法，包括：(1)将水溶性乳化剂溶于去离子水中得到乳化剂水溶液，并调节其pH值到6～10；(2)将表面乙烯基改性的SiO2纳米颗粒均匀分散于部分疏水乙烯基单体中，再加入剩余部分疏水乙烯基单体、极性乙烯基单体、共稳定剂、二异氰酸酯单体和二元醇预聚物，得到SiO2纳米颗粒的单体分散液；(3)将SiO2纳米颗粒的单体分散液加到乳化剂水溶液中，搅拌预乳化得到粗乳液，再在冰水浴中超声处理制得单体细乳液；(4)单体细乳液在氮气保护下经聚合制得聚丙烯酸酯/聚氨酯/SiO2纳米复合黏合剂。本发明通过水基细乳液聚合一步制得纳米复合黏合剂，其具有胶体稳定性好、固含量高、粘接性佳、胶膜强度大等优点。

主权项

1.一种制备水性聚丙烯酸酯/聚氨酯/SiO2纳米复合黏合剂的方法，所述的方法包括以下步骤：(1)将水溶性乳化剂溶于去离子水中，得到乳化剂水溶液，其中水溶性乳化剂的质量用量为去离子水质量用量的0.01％～10％，用pH调节剂将乳化剂溶液的pH值调节到6～10；所述水溶性乳化剂，选自下列至少一种：阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、两性乳化剂、非离子型乳化剂；所述的pH调节剂，选自下列至少一种：磷酸二氢盐及其水合物、磷酸氢二盐及其水合物、柠檬酸钠、硼砂、氢氧化钠、碳酸盐及其水合物、碳酸氢盐、氨水；(2)将表面乙烯基改性的SiO2纳米颗粒均匀分散于部分疏水乙烯基单体中，再加入剩余部分疏水乙烯基单体、极性乙烯基单体、共稳定剂、二异氰酸酯单体和二元醇预聚物，得到SiO2纳米颗粒的单体分散液，其中表面乙烯基改性的SiO2纳米颗粒的质量用量为疏水乙烯基单体总质量用量的0.1％～10％，共稳定剂的质量用量为疏水乙烯基单体和极性乙烯基单体总质量用量的3％～12％，二异氰酸酯单体和二元醇预聚物的总质量用量为疏水乙烯基单体质量用量的0.5％～20％，极性乙烯基单体的质量用量为疏水乙烯基单体总质量用量的0.5％～15％，所述的极性乙烯基单体包括含羟基的乙烯基单体，所述含羟基的乙烯基单体的质量用量为极性乙烯基单体总质量用量的20％～100％；二异氰酸酯单体含有的NCO基团与二元醇预聚物和含羟基的乙烯基单体含有的羟基的摩尔比为0.25～3.0:1；所述疏水乙烯基单体为式(I)所示的丙烯酸酯类化合物或式(I)所示的丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的混合物；式(I)中，R1为H或CH3；R2为C1～C20的脂肪直链或支链烷基或‑(CH2)3‑Si(OCH3)3；所述极性乙烯基单体为式(II)所示的丙烯酸羟烷基酯类化合物或式(II)所示的丙烯酸羟烷基酯类化合物与下列至少一种极性单体的混合物：甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸；式(II)中，R3为H或CH3；R4为C1～C4的羟烷基；所述二异氰酸酯单体选自下列至少一种：芳香族二异氰酸酯、直链脂肪族二异氰酸酯、环脂肪族二异氰酸酯；所述二元醇预聚物选自下列至少一种：聚酯二元醇、聚醚二元醇；所述二元醇预聚物的数均分子量范围为200～5000g·mol‑1；所述共稳定剂选自下列至少一种：C14～C22的脂肪直链或支链烷烃、C14～C22的脂肪醇、甲基丙烯酸C12～C22烷基酯、丙烯酸C12～C22烷基酯；(3)将步骤(2)得到的SiO2纳米颗粒的单体分散液加到步骤(1)得到的乳化剂水溶液中，其中SiO2纳米颗粒的单体分散液的质量用量为制备乳化剂水溶液所需去离子水质量用量的10％～50％，搅拌预乳化得到粗乳液；再将装有粗乳液的容器置于冰水浴中，在25W～900W的功率下超声处理0.5min～60min，制得单体细乳液；(4)将单体细乳液置于反应器中，通氮除氧，边搅拌边升温至35℃～95℃，并在氮气保护下恒温聚合反应1h～48h，制得聚丙烯酸酯/聚氨酯/SiO2纳米复合黏合剂乳液；并且，通过下列方式a或方式b加入引发剂：方式a：步骤(2)中，将油溶性的引发剂加入到SiO2纳米颗粒的单体分散液中，其中油溶性引发剂的质量用量为乙烯基单体A总质量用量的0.05％～5％；方式b：步骤(4)中，将水溶性引发剂直接添加到单体细乳液中，其中水溶性引发剂的质量用量为乙烯基单体A总质量用量的0.05％～5％；若共稳定剂中不含甲基丙烯酸C12～C22烷基酯和/或丙烯酸C12～C22烷基酯，则所述的乙烯基单体A由疏水乙烯基单体和极性乙烯基单体组成；若共稳定剂中含有甲基丙烯酸C12～C22烷基酯和/或丙烯酸C12～C22烷基酯，则所述的乙烯基单体A由疏水乙烯基单体和极性乙烯基单体以及共稳定剂中的甲基丙烯酸C12～C22烷基酯和/或丙烯酸C12～C22烷基酯组成。