本发明具体涉及一种水性聚氨酯-二氧化硅

纳米复合乳液的制备方法。本发明以低聚物二元

醇为软段，异氰酸酯化合物为硬段，并在乳化过

程中引入纳米二氧化硅，制得基于纳米二氧化硅

改性的水性聚氨酯乳液。纳米二氧化硅的引入有

效提高了水性聚氨酯乳胶膜的拉伸强度和模量，

膜表面疏水性增强，吸水率降低且膜具有较高透

明性。用该方法制备的水性聚氨酯纳米复合乳液

可广泛用于高性能涂层材料、胶粘剂、油墨、表面

处理剂和密封剂等领域。

1.一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在于组成包括：

30wt％-50wt％的低聚物多元醇，20wt％-40wt％的二异氰酸酯化合物，3wt％-7wt％的亲水

单体，2wt％-5wt％的胺类化合物，1wt％-5wt％的胺类扩链剂，5wt％-20wt％的纳米二氧化

硅,具体制备方法如下：

(1)纳米二氧化硅分散液的合成：按配比将乳化剂和催化剂溶解于去离子水并混合均

匀形成水相，另外按配比将有机硅氧烷化合物缓慢滴加到水相组份中，在25℃下反应24h，

制得纳米二氧化硅分散液；

(2)水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的合成：按配比在二异氰酸酯化合物中，滴加

低聚物多元醇和催化剂，滴加完毕后在50℃反应1-2h，然后逐渐升温至65℃，加入亲水单体

多羟基羧酸化合物粉末，在此温度下进行反应4-5h，用甲苯-二正丁胺法测定生成预聚体的

异氰酸酯基(NCO)含量，当接近NCO理论值时，将反应温度降低到30℃，滴加胺类化合物反应

1h，然后在乳化过程中引入纳米二氧化硅分散液，最后加入胺类扩链剂对聚氨酯预聚体在

水相中进行扩链制得水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液；

所述的硅氧烷单体选用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙

氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基

三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨

丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅

烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中之

一种或二种；

所述的乳化剂选用十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸

钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基溴化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化铵、

聚乙烯醇之一种或二种；

所述的催化剂选用氨水、盐酸、醋酸。

2.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在

于：所述的低聚物多元醇选用聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯多元醇、聚碳

酸酯二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯

二醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯二醇、α,ω-二羟基聚二甲基硅

氧烷、二羟基聚二苯基硅氧烷、二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷之一种或几种，其分子量范围

为400-10000。

3.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在

于：所述的二异氰酸酯化合物选用2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二

异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己二异氰酸酯中之一种。

4.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在

于：所述的亲水单体选用二羟甲基丙酸，二羟甲基丁酸，1,2-二羟基-3-丙磺酸钠中之一种。

5.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在

于：所述的胺类化合物选用三乙胺、三乙醇胺、N,N-二甲胺基对苯甲酸异辛酯、氨水中之一

种。

6.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-二氧化硅纳米复合乳液的制备方法，其特征在

于：所述胺类扩链剂选用乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、异佛尔酮二胺、2-甲基戊二胺中之一种