專(zhuān)利名稱(chēng)：：納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬水性涂料制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料及其制備方法。技術(shù)背景水性聚氨酯由于其以水為分散介質(zhì)，不僅具有溶劑型聚氨酯的一些重要的性能特征，同時(shí)還具有低揮發(fā)性有機(jī)化合物、無(wú)毒、不易燃燒、不污染環(huán)境、節(jié)能、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)發(fā)展迅速。但是目前制備的水性聚氨酯涂膜在耐水性、耐溶劑性和物理機(jī)械性能等方面有待進(jìn)一步的發(fā)展。為了改善和提高水性聚氨酯涂料的綜合性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，需對(duì)水性聚氨酯涂料進(jìn)行復(fù)合改性，最常見(jiàn)的改性方法還是環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂等有機(jī)復(fù)合改性水性聚氨酯涂料，以及納米二氧化硅、納米碳酸鈣、粘土和蒙脫土等無(wú)機(jī)復(fù)合改性水性聚氨酯涂料，其中又以有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性最為簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效。中國(guó)專(zhuān)利CN1536032A報(bào)道了一種納米二氧化硅乳液及其制造方法，該乳液可直接加入到水性涂料中，用于水性涂料的復(fù)合改性。它的制造方法為在二氧化硅的水性膠體溶液中加入可溶于水的醇，再加入硅垸偶聯(lián)劑、表面活性劑和水等制得；或者在納米二氧化硅凝膠中加入可溶于水的醇或所述醇的水溶液，再加入硅垸偶聯(lián)劑、表面活性劑和水等制備。該納米二氧化硅乳液中使用了515%的表面活性劑，這必然會(huì)嚴(yán)重影響水性復(fù)合涂料的性能，而且反應(yīng)歩驟多，成本高，應(yīng)用收到限制。中國(guó)專(zhuān)利CN101007911A報(bào)道了另外一種水性涂料及其制造方法，該乳液中二氧化硅可達(dá)水性涂料總重量的10-18%，產(chǎn)品采用了很微量的分散劑(<0.1%)，有效地避免了助劑含量高對(duì)產(chǎn)品性能的影響，但是產(chǎn)品的懸浮穩(wěn)定性和流變性等較差。中國(guó)專(zhuān)利CN101029198A最近報(bào)道了一種水性聚丙烯酸酯有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合涂料及其制造方法，它以聚丙烯酸酯乳液、水分散性多異氰酸酯、二氧化硅溶膠為原料，在水相通過(guò)溶膠-凝膠方法制得的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化復(fù)合涂料，該涂料具有較好的施工穩(wěn)定性，其涂層具有較高的硬度、透明性和耐水性等。但是該技術(shù)仍然停留在將二氧化硅溶膠和水性樹(shù)脂涂料按常規(guī)方法進(jìn)行共混攪拌制得，高含量的二氧化硅組分在水性體系中的分散均勻性，以及有機(jī)和無(wú)機(jī)組分在密度和極性等方面的先天性差異，使得該有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化復(fù)合水性涂料的性能仍然與理想中的涂料性能相差明顯。近年來(lái)具有特殊中空結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)納米微球尤其引人注目，主要原因在于它們的結(jié)構(gòu)、尺寸及組成容易調(diào)節(jié)，又能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)光、電、熱、機(jī)械以及催化等性能的設(shè)計(jì)和剪裁。特別是二氧化硅中空微球，因比表面積大、密度低、熱和力學(xué)穩(wěn)定性高等特性，如果將它與水性聚氨酯涂料進(jìn)行復(fù)合改性，必然在分散性、密度和包覆等問(wèn)題上帶來(lái)新的突破，并且目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于中空二氧化硅微球/水性聚氨酯有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合水性涂料及其制備方法的公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道和專(zhuān)利申請(qǐng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料及其制備方法，它具有良好的懸浮穩(wěn)定性和流變性，同時(shí)它能夠明顯改善水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐溶劑性、光學(xué)性能、抗老化性能、力學(xué)強(qiáng)度和機(jī)械性能等。本發(fā)明提出的納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料由下述方法制備獲得先以表面帶正電荷的聚苯乙烯微球?yàn)槟０迩?，采用氨水刻蝕的方法制備內(nèi)外表面均帶有羥基基團(tuán)的納米中空Si02微球，其尺寸在50250nm;采用硅垸偶聯(lián)劑KH-550化學(xué)改性使Si02微球內(nèi)外表面均帶有能參與反應(yīng)的胺基活性基團(tuán)；最后使納米中空Si02微球通過(guò)胺基與異氰酸酯反應(yīng)進(jìn)而化學(xué)鍵入水性聚氨酯分子鏈中。納米中空Si02微球與水性聚氨酯化學(xué)復(fù)合后能通過(guò)共價(jià)鍵提高水性聚氨酯分子鏈的交聯(lián)度同時(shí)，也將具有優(yōu)異熱力學(xué)性能的無(wú)機(jī)納米材料更好地與聚合物基體結(jié)合在一起。本發(fā)明的制備方法具有工藝方便簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、涂膜質(zhì)量高和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是新一代綠色環(huán)保高性能化工產(chǎn)品，可應(yīng)用于汽車(chē)涂裝、木器漆、建筑、辦公家具、皮革、紡織整理、涂料印花和機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域。本發(fā)明提出的納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的制備方法如下(1)將l5g聚乙烯基吡咯垸酮溶解于熱水后加入250mL裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器、通氮?dú)獾乃目跓恐?，并?250rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行機(jī)械攪拌；將O.11.0g偶氮二異丁脒鹽酸鹽(AIBA)和18g苯乙烯超聲分散后加入四口燒瓶中，通氮?dú)?0120分鐘后加熱至6090'C，最后通氮?dú)獗３謹(jǐn)嚢璺磻?yīng)672小時(shí)，得到聚苯乙烯(PS)乳液，經(jīng)透析袋透析636小時(shí)后待用。(2)在250mL裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器、通氮?dú)獾乃目跓恐?，加?8gPS乳液、10100mL乙醇，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1590分鐘，并升溫至3565°C。將535mL氨水加入到燒瓶中，攪拌545分鐘，然后，迅速加入110g正硅酸乙酯，反應(yīng)212小時(shí)，將制得的乳液離心，乙醇和去離子水洗滌24次以上，即得內(nèi)外表面帶羥基的中空Si02微球，其尺寸大小為50250nm。(3)將上述制得的0.55g內(nèi)外表面帶羥基的中空Si02微球，0.110g硅烷偶聯(lián)劑KH-550和550mL乙醇加入裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器的三口燒瓶中，溫度控制在4590°C，再加入O.15g三乙胺，反應(yīng)時(shí)間持續(xù)212小時(shí)后，將乳液離心，乙ST和去離子水洗滌24次以上，即制得內(nèi)外表面均帶胺基的中空Si02微球，離心干燥后待用。(4)將二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2'-二羥甲基丙酸、催化劑以及有機(jī)溶劑以100:300400:2050:0.055:300500(重量)的比例混合均勻，升高溫度5080°C，反應(yīng)28小時(shí)，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物。(5)將上述異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、含胺基的納米中空Si02微球、催化劑以及有機(jī)溶劑，按以100:0.220:0.52:50200(重量)的比例攪拌混合均勻，溫度控制在459(TC，反應(yīng)持續(xù)412小時(shí)，溫度降低至4565。C，再加入0.55g三乙胺，反應(yīng)15卯分鐘。量取200500ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個(gè)滴加時(shí)間為3090分鐘，溫度為3560°C。滴加完畢后，溫度為3045°C，再繼續(xù)反應(yīng)1590分鐘，真空抽濾除去有機(jī)溶劑后，得到納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體。(6)將上述納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體、去離子水、助溶劑、潤(rùn)濕劑和成膜劑的混合物按以100:110:110:15:15(重量)的比例攪拌混合均勻，在室溫條件下高速攪拌3060分鐘，然后加入增稠劑，持續(xù)高速攪拌1560分鐘制得納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料。本發(fā)明中，所述的二異氰酸酯，可以是芳香族二異氰酸酯，如甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、乙苯二異氰酸酯、4,6-二甲苯二異氰酸酯、3，3'-二甲基聯(lián)苯-4,4'-二異氰酸酯或3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲垸二異氰酸酯，或者脂肪族二異氰酸酯，如己二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或異佛兒酮二異氰酸酯等。所說(shuō)的聚酯多元醇，可以是己二酸聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、高分子量聚酯多元醇、帶側(cè)基的特種聚酯多元醇或聚碳酸酯二元醇等；所說(shuō)的催化劑，可以是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、N—甲基嗎啉或三亞乙基二胺；所說(shuō)的有機(jī)溶劑，可以是丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯垸酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等。本發(fā)明中，所述的助溶劑可以是N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺等。本發(fā)明中，所述的增稠劑，可以是聚丙烯酸鹽增稠劑、纖維素增稠劑或聚氨酯締合型增稠劑等。本發(fā)明中，所述的潤(rùn)濕劑，可以是二烷基(辛基、己基、丁基)磺基琥珀酸鹽、垸基奈磺酸鈉、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚、6乙炔乙二醇或聚醚改性硅氧烷等。本發(fā)明中，所述的成膜劑，可以是乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚或丙二醇單丁醚等。本發(fā)明制備的納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料，長(zhǎng)期放置后(例如3個(gè)月)，該復(fù)合水性涂料仍然保持穩(wěn)定和無(wú)沉降現(xiàn)象等發(fā)生，貯存性能良好，硬度及耐水性能得到改善，在耐熱性和抗紫外性方面顯示出了優(yōu)異的性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是①本發(fā)明通過(guò)化學(xué)鍵接的方法將納米中空Si02微球引入到聚氨酯預(yù)聚體中，再通過(guò)自乳化法制備納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體，進(jìn)而制得一種納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料。該水性涂料的fc存穩(wěn)定性良好，納米中空Si02微球與水性聚氨酯具有良好的結(jié)合性；②本發(fā)明制備的納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料產(chǎn)品，其耐水性能得到明顯改善，涂膜鉛筆硬度得到很大提高，失重率為5°/。的熱降解溫度從248X:提高到了295°C，耐熱性得到了很大的提高，并且涂膜具有良好的力學(xué)和機(jī)械性能，改善了傳統(tǒng)水性聚氨酯的缺陷，對(duì)于水性聚氨酯涂料的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用具有重要作用；③本發(fā)明制備的納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料，其涂膜顯示了優(yōu)異的抗紫外線(xiàn)能力，在250350nm的紫外光區(qū)域透過(guò)率基本為0;④本發(fā)明的制備方法具有簡(jiǎn)單工藝方便、無(wú)污染、環(huán)境友好、涂膜質(zhì)量高、投入產(chǎn)出比高和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。表l是納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的涂膜性能。圖l是納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料粒徑分布圖。圖2是納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡照片。圖3是納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的熱失重曲線(xiàn)。圖4是納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率。具體實(shí)施方式實(shí)施例1將1.5g聚乙烯基吡咯烷酮溶解于5g熱水后加入250mL裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器、通氮?dú)獾乃目跓恐?，?.39g偶氮二異丁脒鹽酸鹽和3g經(jīng)減壓蒸餾處理的苯乙烯超聲分散后加入，通氮?dú)?0min后加熱至70°C，保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)24h得到PS乳液，經(jīng)透析袋12h透析后待用。將上述5gPS乳液和40mL乙醇，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌30min，并升溫至50°C。將15mL氨水加入到燒瓶中，攪拌510min，然后迅速加入2g正硅酸乙酯反應(yīng)35h，將制備的乳液離心，乙醇和去離子水洗滌3次，即得內(nèi)外表面帶羥基的中空Si02微球。表面帶羥基的中空Si02微球，l.Og硅烷偶聯(lián)劑KH-550和20mL乙醇混合均勻，溫度控制在6(TC，再加入0.5g三乙胺，反應(yīng)時(shí)間持續(xù)5小時(shí)后，將乳液離心，用乙醇和去離子水洗滌3次，即得內(nèi)外表面帶胺基的中空Si02微球，離心干燥后待用，其尺寸大小為60120nm。再將異佛兒酮二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2'-二羥甲基丙酸、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮以100:270:30:2:400(重量)的比例混合均勻，升溫到6CTC反應(yīng)8小時(shí)，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；再將上述以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、帶胺基基團(tuán)的納米中空Si02微球、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮，以100:1:1:IOO(重量)的比例，攪拌均勻，溫度控制在6(TC左右，反應(yīng)持續(xù)5小時(shí)，再加入30份(重量)三乙胺，溫度降低至45'C，反應(yīng)35分鐘。量取800份(重量)去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個(gè)滴加時(shí)間為45分鐘。滴加完畢后，再繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。35。C真空下除去丙酮后，得到納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體。最后將上述聚氨酯復(fù)合水性分散體、去離子水、N-甲基吡咯烷酮、二辛基磺基琥珀酸鹽和乙二醇單丁醚按以100:6:4:1:1(重量)的比例攪拌混合均勻，在室溫條件下，高速攪拌45分鐘，然后加入1%的增稠劑，持續(xù)高速攪拌30分鐘后制得納米中空SiO2微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料。該納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的粒徑分布圖如圖1所示，圖2和圖3分別是其掃描電鏡圖和熱性能，其紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率見(jiàn)圖4，該復(fù)合水性涂料的涂膜性能見(jiàn)表1。實(shí)施例2與實(shí)施例l相同，但是以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、帶胺基基團(tuán)的納米中空Si02微球、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:1:1:100變?yōu)?00:2:1:100。納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的涂膜性能見(jiàn)表1，其粒徑分布圖如圖1所示，其熱性能和紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率分別見(jiàn)圖3和圖4。實(shí)施例3與實(shí)施例l相同，但是以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、帶胺基基團(tuán)的納米中空Si02微球、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:1:1:100變?yōu)?00:3:1:100。納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的涂膜性能見(jiàn)表l，其熱性能和紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率分別見(jiàn)圖3和圖4。實(shí)施例4與實(shí)施例l相同，但是以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、帶胺基基團(tuán)的納米中空Si02微球、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:1:1:100變?yōu)?00:5:1:100。實(shí)施例5與實(shí)施例l相同，但是以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、帶胺基基團(tuán)的納米中空Si02微球、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:1:1:100變?yōu)?00:10:1:100。實(shí)施例6與實(shí)施例1相同，但是異佛兒酮二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2'-二羥甲基丙酸、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:270:30:2:400變?yōu)?00:270:20:2:400。實(shí)施例7與實(shí)施例1相同，但是異佛兒酮二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2'-二羥甲基丙酸、二丁基錫二月桂酸酯以及丙酮的比例100:270:30:2:400變?yōu)?00:270:40:2:400。實(shí)施例8與實(shí)施例l相同，但是己二胺變?yōu)閘，4-丁二醇。實(shí)施例9與實(shí)施例l相同，但是異佛兒酮二異氰酸酯變?yōu)榧妆?2,4-二異氰酸酯。實(shí)施例10與實(shí)施例1相同，但是二辛基磺基琥珀酸鹽變?yōu)榫垩跻蚁┮叶纪榛?。?shí)施例11與實(shí)施例l相同，但是乙二醇單丁醚變?yōu)橐叶紗渭酌选?shí)施例2-11中獲得的納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料與實(shí)施例1的涂料具有類(lèi)似的性能。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中抗沖擊性測(cè)試按GB/T1732-93進(jìn)行。鉛筆硬度測(cè)試按GB/T6739-1996進(jìn)行。附著力測(cè)試按GB1720-79(80)進(jìn)行進(jìn)行。耐水性測(cè)試按GB/T1733-93進(jìn)行。權(quán)利要求1.一種納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料，其特征在于由下述方法制備獲得先以表面帶正電荷的聚苯乙烯微球?yàn)槟０迩?，采用氨水刻蝕的方法制備內(nèi)外表面均帶有羥基基團(tuán)的納米中空SiO2微球，其尺寸在50～250nm；再采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550化學(xué)改性使納米中空SiO2微球內(nèi)外表面均帶有能參與反應(yīng)的胺基活性基團(tuán)；最后使納米中空SiO2微球通過(guò)胺基與異氰酸酯反應(yīng)進(jìn)而化學(xué)鍵入水性聚氨酯分子鏈中；最后在含納米中空SiO2微球的水性聚氨酯分散體中加入去離子水和其他助劑，高速攪拌制得一種納米中空SiO2微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料。2、一種如權(quán)利要求1所述的納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料的制備方法，其特征在于具體步驟為-(1)將15g聚乙烯基吡咯烷酮溶解于熱水后加入250mL裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器、通氮?dú)獾乃目跓恐校⒃?250rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行機(jī)械攪拌；將0.11.0g偶氮二異丁脒鹽酸鹽和18g苯乙烯超聲分散后加入四口燒瓶中，通氮?dú)?0120分鐘后加熱至60卯"C，最后通氮?dú)獗３謹(jǐn)嚢璺磻?yīng)672小時(shí)，得到聚苯乙烯乳液，經(jīng)透析袋透析636小時(shí)后待用；(2)在250mL裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器、通氮?dú)獾乃目跓恐?，加?8g聚苯乙烯乳液、10100mL乙醇，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1590分鐘，并升溫至3565。C;將535mL氨水加入到燒瓶中，攪拌545分鐘，然后，加入110g正硅酸乙酯，反應(yīng)212小時(shí)，將制得的乳液離心，乙醇和去離子水洗滌24次，即得內(nèi)外表面帶羥基的中空Si02微球，其尺寸在50250nm;(3)將上述制得的0.55g內(nèi)外表面帶羥基的中空Si02微球，0.110g硅烷偶聯(lián)劑KH-550和550mL乙醇加入裝有溫度計(jì)、冷凝器、攪拌器的三口燒瓶中，溫度控制在4590°C，再加入O.15g三乙胺，反應(yīng)時(shí)間持續(xù)212小時(shí)后，將乳液離心，乙醇和去離子水洗滌24次，即制得內(nèi)外表面均帶胺基的中空Si02微球，離心干燥后待用；(4)將二異氰酸酯、聚酯多元醇、2，2'-二羥甲基丙酸、催化劑以及有機(jī)溶劑以100:300400:2050:0.055:300500的重量比例混合均勻，升高溫度至5080°C，反應(yīng)28小時(shí)，使反應(yīng)趨于完成，即得以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物；(5)將上述異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、含胺基的納米中空Si02微球、催化劑以及有機(jī)溶劑，按100:0.220:0.52:50200的重量比例攪拌混合均勻，溫度控制在4590°C，反應(yīng)持續(xù)412小時(shí)，溫度降低至4565。C，再加入0.55g三乙胺，反應(yīng)1590分鐘；量取200500ml去離子水，緩慢滴加入到上述混合物中，保持整個(gè)滴加時(shí)間為3090分鐘，溫度為3560。C;滴加完畢后，溫度為3045。C，再繼續(xù)反應(yīng)1590分鐘，真空抽濾除去有機(jī)溶劑后，得到納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體；(6)將上述納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性分散體、去離子水、助溶劑、潤(rùn)濕劑和成膜劑的混合物按以100:110:110:15:15的重量比例攪拌混合均勻，在室溫條件下高速攪拌3060分鐘，然后加入增稠劑，持續(xù)高速攪拌1560分鐘制得納米中空Si02微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的二異氰酸酯是芳香族二異氰酸酯，或者是脂肪族二異氰酸酯；所說(shuō)的聚酯多元醇是己二酸聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、高分子量聚酯多元醇、帶側(cè)基的特種聚酯多元醇或聚碳酸酯二元醇；所說(shuō)的催化劑是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、N—甲基嗎啉或三亞乙基二胺；所說(shuō)的有機(jī)溶劑是丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的助溶劑是N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的增稠劑是聚丙烯酸鹽增稠劑、纖維素增稠劑或聚氨酯締合型增稠劑。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的潤(rùn)濕劑是二垸基(辛基、己基、丁基)磺基琥珀酸鹽、垸基奈磺酸鈉、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚、乙炔乙二醇或聚醚改性硅氧垸。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所說(shuō)的成膜劑是乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚或丙二醇單丁醚。全文摘要本發(fā)明屬水性涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種納米中空二氧化硅微球/聚氨酯復(fù)合水性涂料及其制備方法。該水性復(fù)合涂料由尺寸50～250納米中空SiO₂微球、異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚體、催化劑與其他助劑化學(xué)復(fù)合制得。該復(fù)合水性涂料的室溫貯存穩(wěn)定性良好，納米中空SiO₂微球與水性聚氨酯具有良好的相容性，該水性復(fù)合涂層的硬度及耐水性能大幅改善，耐熱性及抗紫外光性能優(yōu)異。本發(fā)明的制備方法具有工藝方便簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、涂膜質(zhì)量高、成本低廉和應(yīng)用前景廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是新一代綠色環(huán)保高性能化工產(chǎn)品，可應(yīng)用于汽車(chē)涂裝、木器漆、建筑、辦公家具、皮革、紡織整理、涂料印花和機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域。文檔編號(hào)C08K9/06GK101250374SQ200810035588公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日發(fā)明者周光斌,楊正龍,浦鴻汀,深秦,袁俊杰申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)