[發明專利]一種納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201210121480.8
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102653628A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 施利毅;杭建忠;李文倩;黃雷;程銀銀
• 申請（專利權）人: 東莞上海大學納米技術研究院;上海大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K9/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/36;C08K3/22;C09D175/04;C09D7/12
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳英彬

1.一種納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)制備改性納米溶膠：

(1.1)按照重量百分比制備如下組分的原料：

納米溶膠????50～70％

偶聯劑??????20～35％

醇類溶劑????5～15％；

(1.2)先將醇類溶劑和偶聯劑混合制得溶液，然后放入高速分散機以實現均勻混合，啟動高速分散機，該高速分散機的轉度設定為1000～1500轉/分鐘，分散時間為10～15分鐘；

(1.3)步驟(1.2)完畢后，將納米溶膠溶解在上述溶液中，然后啟動高速分散機，該高速分散機的轉度設定為2000～3000轉/分鐘，分散時間為3～6小時，分散動作完畢后初步得到改性納米溶膠；

(1.4)分散動作完畢后，用500目的紗布過濾，將其裝入防潮密閉容器中，進行包裝，制得改性納米溶膠；

其中，所述的納米溶膠為粒徑為小于或等于100nm、分散液狀的納米SiO₂、納米Al₂O₃或/和納米ZrO₂之一，其中納米SiO₂、納米Al₂O₃和納米ZrO₂的固含量10～50wt％；

(2)制備改性水性聚氨酯乳液：

(2.1)按照重量百分比制備如下組分的原料：

改性納米溶膠????10～30％

水性聚氨酯樹脂????70～90％；

(2.1)先將步驟(1)已制備的改性納米溶膠和水性聚氨酯乳液混合，然后放入高速分散機以實現均勻混合，啟動高速分散機，該高速分散機的轉度設定為800～1600轉/分鐘，分散時間為20～30分鐘，分散動作完畢后制得納米改性水性聚氨酯乳液；

(2.2)將制得的納米改性水性聚氨酯乳液裝入防潮的容器中，進行包裝。

2.根據權利要求1所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，其中，步驟(1)所述的納米SiO₂溶膠可以為酸性硅溶膠，堿性硅溶膠或中性硅溶膠之一。

3.根據權利要求1所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，其中，步驟(1)所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯鋁酸鹽偶聯劑中的一種或多種混合而成的混合物。

4.根據權利要求1所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的醇類溶劑為乙醇，異丙醇，正丁醇等低碳醇中的一種或多種混合而成的混合物。

5.根據權利要求1所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的水性聚氨酯樹脂為芳香族聚氨酯樹脂或/和非芳香族聚氨酯樹脂。

6.一種實施權利要求1所述制備方法的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，其包括如下重量百分比的組分的原料：

改性納米溶膠??????10～30％

水性聚氨酯樹脂????70～90％；

其中所述的改性納米溶膠包括如下重量百分比組分的原料：

納米溶膠????50～70％

偶聯劑??????20～35％

醇類溶劑????5～15％。

7.根據權利要求6所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的納米溶膠為粒徑為小于或等于100nm、分散液狀的納米SiO₂、納米Al₂O₃或/和納米ZrO₂，其中所述的納米SiO₂溶膠可以為酸性硅溶膠，堿性硅溶膠或中性硅溶膠之一。

8.根據權利要求6所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，鈦酸酯偶聯劑，鋁酸酯偶聯劑，鋯鋁酸鹽偶聯劑中的一種或多種混合而成的混合物。

9.根據權利要求6所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的醇類溶劑為乙醇，異丙醇，正丁醇等低碳醇中的一種或多種混合而成的混合物；所述的水性聚氨酯樹脂為芳香族聚氨酯樹脂或/和非芳香族聚氨酯樹脂。

10.根據權利要求6-9之一所述的納米溶膠改性水性聚氨酯乳液的應用方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)涂覆乳液：將乳液通過浸涂、輥涂、幕涂、噴涂、刷涂中的一種或多種結合的方式對所需涂覆的基材進行涂覆動作，使基材的表面形成一層均勻的涂膜；

(2)涂覆動作完畢，在溫度為5～70℃、相對濕度為10％～80％的室溫下，涂膜自動固化附著在基材上，使該基材的表面上形成一層厚度為30～80微米的保護膜。