一种纳米颗粒复合聚氨酯、制备方法及其用途

本发明公开了一种纳米颗粒复合聚氨酯、制备方法及其用途。该制备方法将纳米颗粒合成与聚氨酯制备相结合，在聚氨酯制备过程中原位生成纳米颗粒，避免了传统纳米颗粒复合聚氨酯制备中纳米颗粒容易团聚，并且在其中分散性差的问题。采用本发明可制备的纳米颗粒复合聚氨酯可复合一种或多种纳米颗粒，聚氨酯中复合纳米颗粒种类可为各类纳米金属氧化物(如：Ag

1.一种纳米颗粒复合聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将二异氰酸酯与多元醇反应制备得到复合乳化剂；(2)将复合乳化剂、助表面活性剂、油溶剂和金属无机盐水溶液混合，得到金属无机盐微乳液；(3)将复合乳化剂、助表面活性剂、油溶剂和碱性水溶液混合，得到含碱液微乳液；(4)将金属无机盐微乳液和含碱液微乳液混合，反应，然后将反应后得到的微乳液浓缩，得到含纳米颗粒的聚氨酯预聚体；(5)将含纳米颗粒的聚氨酯预聚体、多异氰酸酯、多元醇和催化剂混合得到纳米颗粒复合聚氨酯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应的温度为80～85℃，反应时间为1～1.5h。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述二异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯或二环己基二异氰酸酯中的任意一种或者至少两种的混合物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述多元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇中的任意一种或者至少两种的混合物。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述二异氰酸酯与多元醇的摩尔比为2～2.4:1。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述二异氰酸酯与多元醇的摩尔比为2.2:1。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述复合乳化剂的数均分子量低于500。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述复合乳化剂的HLB值小于6。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)将复合乳化剂、助表面活性剂和油溶剂在超声振荡条件下混合成均一乳液，然后将金属无机盐水溶液滴加入乳液中，得到金属无机盐微乳液。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)将复合乳化剂、助表面活性剂和油溶剂在超声振荡条件下混合成均一乳液，然后将碱性水溶液滴加入乳液中，得到含碱液微乳液。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述金属无机盐水溶液的滴加速度为1滴/5～8秒。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述碱性水溶液的滴加速度为1滴/5～8秒。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述复合乳化剂、助表面活性剂和油溶剂三者混合后形成的乳液体积和金属无机盐水溶液的体积比为40～60:1。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述复合乳化剂、助表面活性剂和油溶剂三者混合后形成的乳液体积和碱性水溶液的体积比为40～60:1。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述复合乳化剂、助表面活性剂和油溶剂的体积比独立地为1:0.2～0.5:8～12。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述助表面活性剂选自正丁醇、异戊醇或正己醇中的任意一种或者至少两种的混合物。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述油溶剂为环戊烷。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)首先在超声振荡的条件下反应10～30min后，然后在机械搅拌的条件下继续反应，所述搅拌的转速不大于5rpm。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述反应的温度为20～25℃，反应的时间为0.5～1.5h。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述浓缩的温度为60～75℃。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述浓缩的温度为60℃。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述金属无机盐微乳液和含碱液微乳液的体积比为1:1.05～1.2。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述浓缩方式为蒸发浓缩。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)浓缩倍率为4～5。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述含纳米颗粒的聚氨酯预聚体、多异氰酸酯、多元醇和催化剂的体积比为1:40～50:35～40:0.05。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述催化剂为有机锡类物质。
27.一种纳米颗粒复合聚氨酯，其特征在于，其由如权利要求1-26之一所述方法制备得到。
28.一种如权利要求27所述的纳米颗粒复合聚氨酯的用途，其特征在于，其用于煤化工和石油化工催化工艺中。