[发明专利]水性聚(氨酯-丙烯酸酯)/纳米二氧化钛杂化材料的制备方法

权利要求书

1.水性聚(氨酯-丙烯酸酯)/纳米二氧化钛杂化材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：

(1)在装有搅拌装置的容器中，加入无水乙醇，其用量以体积计占总物质的56％，将一定量的钛酸正丁酯(TBT)、盐酸、蒸馏水和无水乙醇按照体积比依次为10∶2∶1∶10的混合溶液加入到容器中，常温搅拌1h，得到一均相澄清溶液，即得到TBT溶胶；

(2)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计及加料装置的容器中加入一定量的原料单体多元醇和异氰酸酯，加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)，其用量为总单体量的1-20％，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，其用量为单体多元醇的10％，将体系升温到30-80℃，其中所述的多元醇可以为聚酯多元醇，也可以为聚醚多元醇；所述的异氰酸酯可以为甲苯二异氰酸酯(TDI)，二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；其中单体多元醇的羟基摩尔总和与异氰酸酯的异氰酸根摩尔数比例，即NCO/OH比例为1∶2-5∶1；再加入二丁基二月桂酸锡(T-12)为催化剂，其用量为多元醇和异氰酸酯总量的0.1％-1.5％；

(3)将上述反应物降温到40-70℃，加入一定量扩链剂甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，其摩尔用量为-NCO与-OH基团摩尔数的差值；保温继续反应3-8h后，降温至20-60℃，加成盐剂三乙胺，用量可以占多元醇和异氰酸酯总量0.1％-1.5％，反应10-60min，加入一定比例的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸乙酯(BA)，其质量比为BA∶MMA＝4∶1-1∶4，接着滴加蒸馏水进行分散，升温至40-70℃，以偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂，用量可以占多元醇和异氰酸酯总量的0.1％-1.5％；得到水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液；其中所述的聚氨酯(PU)用量与丙烯酸酯(PA)用量的比例可以为5∶1-1∶1；其中所述的聚氨酯为多元醇，异氰酸酯，DMPA和HEMA的用量总和，其中PA可以是甲基丙烯酸甲酯(MMA)，甲基丙烯酸乙酯(MEA)，丙烯酸丁酯(BA)，丙烯酸乙酯(EA)丙烯酸酯类单体；

(4)将上述反应物温度降至室温，加入少量的KH560，搅拌10-90min，往体系中加入前述制备好的TBT水解液，再滴加少量的盐酸，持续搅拌12-48h，反应结束，即可得到改性水性聚氨酯-丙烯酸酯/纳米TiO₂杂化材料水分散液。

2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯-丙烯酸酯/纳米二氧化钛杂化材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)，其用量为总单体量的6％，其中所述的多元醇为二官能度聚醚多元醇GE-210；所述的异氰酸酯可以为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；其中单体多元醇的羟基摩尔总和与异氰酸酯的异氰酸根摩尔数比例，即NCO/OH比例为2∶1；再加入二丁基二月桂酸锡(T-12)为催化剂，其用量为多元醇和异氰酸酯总量的0.3％；

(3)将上述反应物降温到60℃，加入一定量扩链剂甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，其摩尔用量为-NCO与-OH基团摩尔数的差值；保温继续反应5h，降温40℃，加成盐剂三乙胺，用量可以占多元醇和异氰酸酯总量0.5％，反应30min，加入一定比例的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸乙酯(BA)，其质量比为BA∶MMA＝7∶3；接着滴加蒸馏水进行分散，升温至60-65℃，以偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂，用量可以占多元醇和异氰酸酯总量的0.3％；得到水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液；其中所述的聚氨酯(PU)用量与丙烯酸酯(PA)用量的比例可以为2∶1；其中所述的聚氨酯即多元醇，异氰酸酯，DMPA和HEMA的用量总和，其中PA以MMA和BA的混合物；

(4)将上述反应物温度降至30℃，加入少量的KH560，搅拌60min，往体系中加入前述制备好的TBT水解液，再滴加少量的盐酸，持续搅拌12-48h，反应结束，即可得到改性水性聚氨酯-丙烯酸酯/纳米TiO₂杂化材料水分散液。