[发明专利]一种室温自交联型PUA-SiO2杂化乳液及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于水性木器涂料的室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液，其特征在于它主要由功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸共聚物、功能化纳米二氧化硅和水混合后制成，三者之间的质量比为43～90：0.2～3.0：11～76；

其中：所述功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸共聚物由聚氨酯、功能单体以及非功能单体混合物在引发剂的存在下聚合而成；所述功能单体为乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯，所述非功能单体混合物选自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或苯乙烯中的两种或两种以上；

所述功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸共聚物的制备方法为：将聚氨酯大单体水分散体、功能单体、非功能单体混合物和水在搅拌下混合均匀得到混合单体预乳液，将一部分混合单体预乳液加入反应器中，升温搅拌溶胀胶粒；将一部分引发剂水溶液加入反应器中，进行搅拌聚合；然后将剩余的混合单体预乳液和引发剂水溶液同时加入反应器中，并继续搅拌反应；随后升温至90～95℃进行保温后冷却；加入碱调整体系pH值为8.0～9.0，冷却、过滤，即可获得功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚物乳液。

2.根据权利要求1所述的适用于水性木器涂料的室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液，其特征在于所述功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸共聚物、功能化纳米二氧化硅和水的质量比为45：0.2～2：56～75。

3.根据权利要求1或2所述的适用于水性木器涂料的室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液，其特征在于所述功能化纳米二氧化硅为经由氨基硅烷偶联剂改性而获得的氨基功能化的纳米二氧化硅；所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三甲氧基硅烷或N-θ(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求3所述的适用于水性木器涂料的室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液，其特征在于所述功能化纳米二氧化硅的制备方法为：在反应器中加入蒸馏水、乙醇和纳米二氧化硅，高速搅拌；将氨基硅烷偶联剂使用乙醇进行稀释，再缓慢加入反应器，使用盐酸调节体系pH值3～4，搅拌反应；反应后蒸馏回收乙醇，加入氨水调节体系pH值至9.0～10.0，继续搅拌后即可获得氨基功能化的纳米二氧化硅水分散体。

5.一种权利要求1所述的适用于水性木器涂料的室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：

(1)聚氨酯大单体水分散体的制备：向氮气保护的反应器中加入聚醚多元醇、扩链剂、亲水扩链剂，在100～110℃下真空脱水1～2h；降温至55～80℃，加入溶剂搅拌至原料溶解；将二异氰酸酯用溶剂进行稀释后缓缓滴入反应器中，随后加入二正丁基锡二月桂酸酯，搅拌反应；反应后冷却至50℃，加入对苯二酚和丙烯酸-β-羟乙酯继续反应；然后加入溶剂和三乙胺进行中和；最后加入蒸馏水进行分散并蒸馏、回收低沸点溶剂，获得固含为25％～35％聚氨酯大单体的水分散体；

(2)功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚物乳液的制备：将聚氨酯大单体水分散体、功能单体、非功能单体混合物和水在搅拌下混合均匀得到混合单体预乳液，将一部分混合单体预乳液加入反应器中，升温搅拌溶胀胶粒；将一部分引发剂水溶液加入反应器中，进行搅拌聚合；然后将剩余的混合单体预乳液和引发剂水溶液同时加入反应器中，并继续搅拌反应；随后升温至90～95℃进行保温后冷却；加入碱调整体系pH值为8.0～9.0，冷却、过滤，即可获得功能化的核壳型聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚物乳液；

(3)功能化纳米二氧化硅水分散体的制备：在反应器中加入蒸馏水、乙醇和纳米二氧化硅，高速搅拌；将氨基硅烷偶联剂使用乙醇进行稀释，再缓慢加入反应器，使用盐酸调节体系pH值3～4，搅拌反应；反应后蒸馏回收乙醇，加入氨水调节体系pH值至9.0～10.0，继续搅拌后即可获得氨基功能化的纳米二氧化硅水分散体；

(4)室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液的制备：在反应器中加入步骤(2)得到的功能化聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚物乳液与步骤(3)得到的功能化纳米二氧化硅水分散体，搅拌均匀，使用氨水调节pH至9.0～10.0，过滤，即可获得室温自交联型PUA-SiO₂杂化乳液。