基于氢键作用的UWPU/SiO2纳米复合乳液的合成和性能研究

针对目前纳米二氧化硅水溶胶在光固化水性聚氨酯体系中容易团聚且与聚合物之间缺乏很好相互作用问题，本项目设计将纳米二氧化硅表面化学特性和光固化水性聚氨酯化学组成、合成化学相结合，在光固化水性聚氨酯乳液合成过程中原位引入纳米二氧化硅水溶胶，利用纳米二氧化硅与聚氨酯分子的氢键作用，制备光固化水性聚氨酯纳米复合乳液（UWPU/SiO2）。研究纳米二氧化硅与不同亲水、疏水性聚氨酯软段（PEG、PPG、PTMO、PEO-PPO-PEO)和硬段（TDI、IPDI）的相互作用与复合乳胶粒子、复合膜及复合涂层微结构和性能之间的关系，分析纳米二氧化硅提高复合涂层表面耐磨性、耐划伤性的机理。研究结果将为制备新一代高耐磨、高耐划伤性光固化水性有机/无机纳米复合涂层提供理论基础和应用指导

针对目前纳米二氧化硅水溶胶在光固化水性聚氨酯体系中容易团聚且与聚合物之间缺乏很好相互作用问题，本项目利用纳米二氧化硅与聚氨酯分子的氢键作用，通过反向乳液法成功制备了光固化水性聚氨酯纳米复合乳液（UWPU/SiO2）。深入研究了纳米二氧化硅表面化学特性（酸性、中性、碱性、硅烷偶联剂改性、水溶性大分子单体（聚乙二醇丙烯酸酯）及光敏性聚氨酯低聚物表面改性）、不同亲水、疏水性聚酯/聚醚二醇对复合乳液粒径、粘度以及复合膜和复合涂层微观结构与力学性能的影响规律;通过构筑与调控纳米二氧化硅与聚氨酯分子的氢键作用解决了纳米二氧化硅在水性聚合物体系中的分散及界面相互作用与相容性等科学问题和关键技术，本项目具有自主知识产权，其中有关纳米复合乳液的制备方法及结构与性能控制方面已申请了5项发明专利，已授权2项。研究结果为制备新一代高耐磨、高耐划伤性水性有机/无机纳米复合涂层提供理论基础和应用指导。