[发明专利]纳米SiO2/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液及其细乳液聚合的制备方法

权利要求书

1.纳米SiO₂/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液，其特征在于其原料的配方组分按重量计为：

甲基丙烯酸甲酯(MMA)         6.12-9.18份

丙烯酸丁酯(BA)              6.12-9.18份

纳米SiO₂                    2.4-3.6份

聚氨酯预聚体                1.36-2.04份

引发剂                      0.32-0.41份

乳化剂                      0.32-0.41份

水                          64-96份

正十六烷(HD)                0.48-0.72份

其中，引发剂为偶氮二异丁腈AIBN和/或过氧化苯甲酰BPO至少一种，乳化剂为十二烷基硫酸钠(SDS)，水为去离子水，聚氨酯预聚体为预先制备。

2.根据权利要求1所述的纳米SiO₂/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：所述的纳米二氧化硅为用硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的纳米二氧化硅，通过以下方法制得：

(1)将98-102g无水乙醇和1.5-2.5g氨水加入到反应容器里；

(2)不断搅拌下，将乙醇正硅酸乙酯TEOS溶液30ml恒压滴加到步骤(1)的反应容器里，控制滴加速度0.8-1.2d/min、磁力搅拌转速55-65r/min，乙醇正硅酸乙酯TEOS溶液中乙醇与正硅酸乙酯TEOS的重量比为1∶(0.8-1.2)

(3)滴加结束后，再向反应容器中加入1.5-2.5g氨水、3.54-3.74g去离子水、1.64-1.84g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌23-26小时，将上述醇溶液干燥，得到改性的固态纳米二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的纳米SiO₂/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：所述的聚氨酯预聚体的制备方法如下：

(1)将脱水的聚醚二元醇N210称量好加入到反应容器里；

(2)将一定量的异佛尔酮二异氰酸酯IPDI加入到步骤(1)的反应容器里，N210与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的摩尔比＝(2.8-3.2)∶1，二者进行初步聚合反应，反应温度为83-90℃，反应时间为2-3小时；

(3)步骤(2)的反应容器反应2-3小时后，再进行降温至72-68℃向其中加入BDO进行扩链反应2.5-3.5小时，当nNCO/nOH值达到预设值时加入丙烯酸羟乙酯(HEA)封端，充分反应3-4h后，降温至40℃以下，即得聚氨酯预聚体。

4.权利要求1或2所述的纳米SiO₂/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液利用细乳液聚合制备的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)单体细乳液的制备

a、首先按权利要求1的配方配比称取聚氨酯预聚体1.36-2.04份、MMA6.12-9.18份、BA 6.12-9.18份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的纳米SiO₂2.4-3.6份、引发剂0.32-0.41份、正十六烷(HD)0.48-0.72份加入到容器中，搅拌均匀，然后再超声溶解25-35分钟使之混合均匀，得到油相；

b、步骤(a)物质溶解期间称取乳化剂0.32-0.41份和去离子水64-96份加入到容器中充分搅拌，得到水相；

c、将步骤(a)混合好的油相缓缓地倒入到步骤(b)配好的水相容器中，继续高速搅拌25-35分钟得到单体预乳液；

d、将盛有步骤(c)制得的单体预乳液的容器放入冰水浴中，再高速乳化3.0-4.0分钟，得到稳定的细乳液；

(2)细乳液聚合

将上述步骤(1)制得的单体细乳液快速升温至预定聚和温度65-75℃，恒温反应5-6h后，降温至室温，用氨水调节pH为7～8，制得本发明产品纳米SiO₂/聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。