[发明专利]一种苯乙烯-聚氨酯纳米分散液及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种苯乙烯-聚氨酯纳米分散液，其特征在于，其组成包括含硅的苯乙烯-聚氨酯纳米胶粒(以下简称纳米胶粒)和水，上述组分占纳米分散液总质量的百分比分别为15-25％和75-85％；

所述纳米胶粒无需外加乳化剂的存在，即可稳定分散于水中，其粒径小于100nm；

所述纳米胶粒的制备方法中，使用了含醚型双键的聚乙二醇c和含硅单体，含醚型双键的聚乙二醇c既作为聚氨酯的封端剂，又作为乳液聚合中的内乳化剂和自由基聚合位点；

所述含醚型双键的聚乙二醇c满足如下结构式：

式中，R₅为氢原子或甲基，R₆为亚甲基(-CH₂-)或亚乙基(-CH₂CH₂-)，p1的值在10-45的范围内；

所述含硅单体是指可自由基聚合的硅烷偶联剂，即含可自由基聚合碳碳双键和正硅酸酯键的硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述的苯乙烯-聚氨酯纳米分散液，其特征在于，所述含硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的苯乙烯-聚氨酯纳米分散液，其特征在于，所述纳米胶粒由A，B两种高分子链组成，其中，链A为刚性单体组成的高分子链，包含结构单元1、2、3，各结构单元彼此之间以碳碳键相连，分别如式1-3所示

式1中，R₁为氢原子或甲基，R₂为苯基或羧酸甲酯、羧酸乙酯基，

式2中，R₃为氢原子或甲基，X为碳硅键或任意的在0-80度下、水溶液中稳定的C1-C12有机基团，R₄为甲基、乙基或乙酰氧基，

式3中，R₅为氢原子或甲基，R₆为亚甲基(-CH₂-)或亚乙基(-CH₂CH₂-)，p1的值需满足：使结构单元3的分子量在400-1000的范围内；式3对应含醚型双键的聚乙二醇的结构式；

链B为聚氨酯型高分子链，包含之前的结构单元3和结构单元4、5，其序列为-3-5-4-5-3-，其中，结构单元3、4以氨基甲酸酯键和结构单元5相连；

式4中，R₇为亚甲基(-CH₂-)或亚正丙基(-CH₂CH₂CH₂-)，当R₇为亚甲基时，R8为甲基，当R₇为亚正丙基时，R₈为氢原子；p₂的值需满足：令结构单元4的重均分子量在2000-4000的范围内；

式5中，Y为C2-C20，且在0-80度下、水溶液中稳定的有机结构，代表各类二异氰酸酯缩聚后的残基，同时，式5中的两个氮原子不得连在同一碳原子上；

链B中结构单元3的双键基团嵌入链A中，形成如下结构：

式中，数字1-5分别对应结构单元1-5；纳米胶粒中各结构单元的质量份数比满足下表中条件：

所述含硅的苯乙烯-聚氨酯纳米胶粒中各结构单元的质量比例如下：结构单元1：结构单元2：结构单元3：结构单元4：结构单元5＝30-50:5-12:10-20:25-40:3-8。