[发明专利]一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法及应用

权利要求书

1.一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)制备改性纳米溶胶：

(1.1)按照重量百分比制备如下组分的原料：

纳米溶胶    50～70％

偶联剂      20～35％

醇类溶剂    5～15％；

(1.2)先将醇类溶剂和偶联剂混合制得溶液，然后放入高速分散机以实现均匀混合，启动高速分散机，该高速分散机的转度设定为1000～1500转/分钟，分散时间为10～15分钟；

(1.3)步骤(1.2)完毕后，将纳米溶胶溶解在上述溶液中，然后启动高速分散机，该高速分散机的转度设定为2000～3000转/分钟，分散时间为3～6小时，分散动作完毕后初步得到改性纳米溶胶；

(1.4)分散动作完毕后，用500目的纱布过滤，将其装入防潮密闭容器中，进行包装，制得改性纳米溶胶；

其中，所述的纳米溶胶为粒径为小于或等于100nm、分散液状的纳米SiO₂、纳米Al₂O₃或/和纳米ZrO₂之一，其中纳米SiO₂、纳米Al₂O₃和纳米ZrO₂的固含量10～50wt％；

(2)制备改性水性聚氨酯乳液：

(2.1)按照重量百分比制备如下组分的原料：

改性纳米溶胶    10～30％

水性聚氨酯树脂    70～90％；

(2.1)先将步骤(1)已制备的改性纳米溶胶和水性聚氨酯乳液混合，然后放入高速分散机以实现均匀混合，启动高速分散机，该高速分散机的转度设定为800～1600转/分钟，分散时间为20～30分钟，分散动作完毕后制得纳米改性水性聚氨酯乳液；

(2.2)将制得的纳米改性水性聚氨酯乳液装入防潮的容器中，进行包装。

2.根据权利要求1所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，其中，步骤(1)所述的纳米SiO₂溶胶可以为酸性硅溶胶，碱性硅溶胶或中性硅溶胶之一。

3.根据权利要求1所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，其中，步骤(1)所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂中的一种或多种混合而成的混合物。

4.根据权利要求1所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的醇类溶剂为乙醇，异丙醇，正丁醇等低碳醇中的一种或多种混合而成的混合物。

5.根据权利要求1所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的水性聚氨酯树脂为芳香族聚氨酯树脂或/和非芳香族聚氨酯树脂。

6.一种实施权利要求1所述制备方法的纳米溶胶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组分的原料：

改性纳米溶胶      10～30％

水性聚氨酯树脂    70～90％；

其中所述的改性纳米溶胶包括如下重量百分比组分的原料：

纳米溶胶    50～70％

偶联剂      20～35％

醇类溶剂    5～15％。

7.根据权利要求6所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的纳米溶胶为粒径为小于或等于100nm、分散液状的纳米SiO₂、纳米Al₂O₃或/和纳米ZrO₂，其中所述的纳米SiO₂溶胶可以为酸性硅溶胶，碱性硅溶胶或中性硅溶胶之一。

8.根据权利要求6所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂，锆铝酸盐偶联剂中的一种或多种混合而成的混合物。

9.根据权利要求6所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述的醇类溶剂为乙醇，异丙醇，正丁醇等低碳醇中的一种或多种混合而成的混合物；所述的水性聚氨酯树脂为芳香族聚氨酯树脂或/和非芳香族聚氨酯树脂。

10.根据权利要求6-9之一所述的纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的应用方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)涂覆乳液：将乳液通过浸涂、辊涂、幕涂、喷涂、刷涂中的一种或多种结合的方式对所需涂覆的基材进行涂覆动作，使基材的表面形成一层均匀的涂膜；

(2)涂覆动作完毕，在温度为5～70℃、相对湿度为10％～80％的室温下，涂膜自动固化附着在基材上，使该基材的表面上形成一层厚度为30～80微米的保护膜。