[发明专利]一种纳米有机硅复合聚氨酯防水乳液

权利要求书

1.一种纳米有机硅复合聚氨酯防水乳液，其特征在于：由纳米有机硅乳液与水性聚氨酯乳液复合而成，以质量百分比计，纳米有机硅乳液为34-47％、水性聚氨酯乳液53-66％；

所述的纳米有机硅乳液由乙烯基纳米SiO₂溶胶、如式1所示的双端烯基有机硅单体、如式2所示的单乙烯基有机硅单体、乳化剂、水、引发剂经乳液聚合制成；

(H₃C)₃Si-O-CH₂CH₂NH-CH₂CH＝CH₂ 式2

所述的水性聚氨酯乳液由聚醚二元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、如式3所示的二羟基硅烷单体、三乙胺、乙二胺、催化剂、有机溶剂、水反应制成；

所述的乙烯基纳米SiO₂溶胶，由乙烯基硅烷偶联剂、催化剂、水、乳化剂制成，方法如下：将6份硅烷偶联剂KH-570、1.4份十二烷基硫酸钠、1.8份AEO-7、0.8份PEG-400加入到100份水中，搅拌、分散，再于搅拌下加入2.5份氨水，持续搅拌反应4h，形成乙烯基纳米SiO₂溶胶；

所述双端烯基有机硅单体的制备方法：

在装有温度计、搅拌器的干燥四口烧瓶中，加入一定量的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷，边搅拌边升温至反应温度，并加入一定量的三氟甲基磺酸，保温反应一定时间，反应结束后加入无水Na₂CO₃搅拌中和至pH为6-7，过滤并将产物90℃、真空度-0.1Mpa以下进行减压蒸馏，脱除未反应单体，得无色透明的液体产物，所涉反应过程如(1)所示；

所述单乙烯基有机硅单体由2-(三甲基硅氧基)乙醇胺与烯丙基氯反应制成，制备方法为：

在250mL三口瓶中，依次加入1mol 2-(三甲基硅氧基)乙醇胺、1.5mol三乙胺和100mL二氯甲烷，将三口瓶放置于冰水浴中，在此温度下缓慢滴加1.2mol烯丙基氯，滴加完毕后将反应体系升温至室温，并在此温度下继续反应1.5小时，停止反应，过滤除去三乙胺氯酸盐后，减压蒸馏除去二氯甲烷和过量的三乙胺，并收集馏分，得乙烯基有机硅单体，N-2(三甲基硅氧基)乙基烯胺，所涉反应过程如(2)所示；

其中，2-(三甲基硅氧基)乙醇胺的制备方法为：在带有机械搅拌、温度计的反应器中，投入乙醇胺，搅拌滴加六甲基二硅氮烷，于5～50℃反应0.5～2h，反应完毕，经减压抽滤得2-(三甲基硅氧基)乙醇胺，乙醇胺与六甲基二硅氮烷的摩尔比为2:1；

所述的二羟基硅烷单体由二乙醇胺、NaOH、三甲基氯硅烷反应制得，制备方法如下：

将二乙醇胺和0.4mol/L的NaOH水溶液加入到带有搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中，然后向烧瓶中缓慢加入三甲基氯硅烷，加料完毕后，在70℃下反应80min，减压蒸馏，除去多余的水及未反应的二乙醇胺，得到N-二乙醇-三甲基硅，即二羟基硅烷单体；其中，所加入的二乙醇胺和三甲基氯硅烷的摩尔比为1.1:1，三甲基氯硅烷与NaOH摩尔比为1:1，反应过程如(3)所示

2.根据权利要求1所述的一种纳米有机硅复合聚氨酯防水乳液，其特征在于：所述的纳米有机硅乳液，制备方法如下：

(1)向乳化器中加入250份水、18份乙烯基纳米SiO₂溶胶、24份双端烯基有机硅单体、21份单乙烯基有机硅单体及2份AEO-9、2份AEO-7、4份十二烷基苯磺酸钠，持续搅拌乳化0.5h，成预乳化液；

(2)取一半预乳化液置于带有控温、搅拌和冷凝装置的反应器中，在80℃时加入0.2份引发剂与4份水的溶液，保温反应0.5h；

(3)将另一半预乳化液置于恒压滴液漏斗中，缓慢滴入反应体系中，同时滴加0.4份引发剂与10份水的溶液，2小时滴完，控制温度80℃，再反应2小时，得纳米有机硅乳液。