一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液及其制備方法。步驟A：制備得氫化硅油改性的硅溶膠。步驟B：在反應(yīng)器中加入氫化硅油改性后的硅溶膠、去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、緩沖劑溶液，同時升溫至75～80℃，再滴加部分單體預(yù)乳化液，制備種子乳液。步驟C：在前述所得的種子乳液中，滴加殼層單體預(yù)乳化液、引發(fā)劑溶液，同時升溫至85±2℃，保溫得到氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液。所得的丙烯酸乳液吸水率低，稀釋穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性高。
【專利說明】
一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液及其制備 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于高分子物質(zhì)合成領(lǐng)域，涉及乳液聚合技術(shù)，具體涉及一種氫化硅油改 性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯酸乳液是各種丙烯酸單體類的共聚物的通稱，廣泛用于各行各業(yè)中，其在木 漆行業(yè)中尤為重要。
[0003] 傳統(tǒng)的丙烯酸乳液存在耐水性不佳的缺點，而在丙烯酸乳液聚合的過程中又會添 加一定量的乳化劑，當(dāng)該丙烯酸乳液被用來涂裝時，殘留其中的乳化劑又會進(jìn)一步影響涂 膜的性能導(dǎo)致涂抹的耐水性、附著力不佳，光澤不理想等。
[0004] 雖然現(xiàn)有的丙烯酸乳液的性能已得到改善，但仍不能滿足人們的使用需求，故此 如何解決技術(shù)上的缺點是現(xiàn)有丙烯酸乳液領(lǐng)域待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼 型聚丙烯酸乳液及其制備方法，本發(fā)明的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，具有 良好的耐水性和穩(wěn)定性，且生產(chǎn)方法簡單、成本低。
[0006] 本發(fā)明的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，其由下述組分通過自由基 引發(fā)聚合而成，所述組分及其重量配比如下：20~30份甲基丙烯酸甲酯、1~2份復(fù)配乳化 劑、20~30份丙烯酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3份過硫酸鉀、3~6份氫化硅油改性硅 溶膠、48~52份去離子水。
[0007] 本發(fā)明的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，通過自由基引發(fā)聚合而成， 所述組分及其重量配比如下：20~30份甲基丙烯酸甲酯、1~2份復(fù)配乳化劑、20~30份丙烯 酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3份引發(fā)劑、3~6份氫化硅油改性硅溶膠、48~52份去離 子水。
[0008] 本發(fā)明的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，包括以下步驟：
[0009] A、氫化硅油改性硅溶膠:在反應(yīng)器中加入氫化硅油、硅溶膠、去離子水，調(diào)節(jié)PH值 至3~4，然后升溫至80 土 1°C，反應(yīng)后即可得氫化硅油改性的硅溶膠；
[0010] B、種子乳液核層結(jié)構(gòu)的合成:在反應(yīng)器中加入氫化硅油改性的硅溶膠、去離子水、 緩沖劑溶液、1/3的引發(fā)劑、1/3的復(fù)配乳化劑，升溫至75°C~80°C，滴加核層單體預(yù)乳化液， 保溫一段時間制備種子乳液；
[0011] C、殼層聚合物的合成:在步驟B所得的乳液中，滴加殼層單體預(yù)乳化液、剩余的引 發(fā)劑溶液，同時升溫至85±2°c，保溫一段時間后降至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)PH值 至7~8后出料。
[0012] 在步驟A中，反應(yīng)時間為7.5h~8.5h，氫化硅油用量為硅溶膠質(zhì)量的3.0 %~ 3·5%〇
[0013] 在步驟B中，保溫時間為30~60分鐘。
[0014] 將全部單體(20~30份甲基丙烯酸甲酯、20~30份丙烯酸丁酯、0.5~3份丙烯酸）， 去離子水和2/3的復(fù)配乳化劑加入燒瓶中在一定的攪拌速率下攪拌一定時間直至無兩相分 離，制得單體預(yù)乳化液，在步驟B中，1/4~1/2的單體預(yù)乳化液作為核層預(yù)乳化液，剩下的單 體預(yù)乳化液作為殼層預(yù)乳化液。
[0015] 在步驟C中，滴加殼層單體預(yù)乳化液、引發(fā)劑溶液的時間為2~3h，然后保溫2.5~ 3.5h〇
[0016] 在步驟B中所述的緩沖劑溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水、鹽酸中的一種 或幾種混合制得。
[0017] 在步驟B中所述的引發(fā)劑溶液為過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或兩種混合制得。
[0018] 步驟B中所述的復(fù)配乳化劑為陰離子型乳化劑SDS和非離子型乳化劑0P-10的混合 物，且二者的質(zhì)量比為3:1~1:3。
[0019] 本發(fā)明的一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液及其制備方法，生產(chǎn)方 法簡單、成本低且環(huán)保，相比常規(guī)丙烯酸乳液，耐水性大大提高而且本發(fā)明的氫化硅油改性 硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液稀釋穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性高。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 實施例1
[0022] 氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份數(shù)記的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份復(fù)配乳化劑、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份過硫酸鉀、5份氫化 硅油改性的硅溶膠、42份去離子水、1份飽和碳酸氫鈉溶液。其中復(fù)配乳化劑由質(zhì)量比SDS: OP-IO = I = I混合而成。
[0023] 氫化硅油改性硅溶膠的制備:在反應(yīng)器中加入20g硅溶膠、20g去離子水，再加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為硅溶膠3.5%的氫化硅油，同時用少量5%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH值至3~4，然后升溫 至80 ± 1°C，反應(yīng)8h后即可得氫化硅油改性的硅溶膠；
[0024] 單體的預(yù)乳化:將全部單體(29份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸）、 去離子水和2/3的復(fù)配乳化劑加入燒瓶中，在300r/min攪拌速率下攪拌40min，即可制得單 體預(yù)乳化液。
[0025] 氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的合成：向反應(yīng)器中加入氫化硅油改 性的硅溶膠、與硅溶膠等量的去離子水、飽和碳酸氫鈉溶液、1/3的過硫酸鉀、1/3的復(fù)配乳 化劑，然后在200r/min的攪拌速率下緩慢升溫至75°C~80°C，之后在Ih內(nèi)滴加1/3的單體預(yù) 乳化液，滴加完畢后保溫30min，則可制得種子乳液;然后在2h內(nèi)滴加剩下的單體預(yù)乳化液、 剩余的引發(fā)劑溶液，同時升溫至85±2°C，滴加完保溫3h，之后降至室溫，用剩余飽和碳酸氫 鈉溶液調(diào)節(jié)PH值到7~8后過濾出料。
[0026] 實施例2
[0027] 氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份數(shù)記的如下原料:25 份甲基丙烯酸甲酯、2份復(fù)配乳化劑、24份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份過硫酸鉀、5份氫化 硅油改性的硅溶膠、42份去離子水、1份飽和碳酸氫鈉你溶液。其中乳化劑由質(zhì)量比SDS: OP-10 = 1:1混合而成。氫化硅油改性硅溶膠與氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制 備方法與實施例1相同。
[0028] 實施例3
[0029] 氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份數(shù)記的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份復(fù)配乳化劑、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份過硫酸鉀、5份氫化 硅油改性的硅溶膠、42份去離子水、1份飽和碳酸氫鈉你溶液。其中乳化劑由質(zhì)量比505:0卩-10 = 2:1混合而成。氫化硅油改性硅溶膠與氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制 備方法與實施例1相同。
[0030] 將實例1-3制備的成品進(jìn)行下表各項性能測試，結(jié)果見表1:
[0031] 表1性能測試數(shù)據(jù)
[0033] 由上表可見，本發(fā)明具有較好的耐水性、稀釋穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性。
[0034] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，這些【具體實施方式】都是基于本發(fā)明 整體構(gòu)思下的不同實現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，先用氫化硅油改性硅 溶膠，然后以氫化硅油改性的硅溶膠和部分單體預(yù)乳化液聚合制備種子乳液，再與剩余的 單體預(yù)乳化液聚合殼層，具體步驟為： A、 氫化硅油改性硅溶膠:在反應(yīng)器中加入氫化硅油、硅溶膠、去離子水，調(diào)節(jié)pH值至3~ 4，然后升溫至80 土 1°C，反應(yīng)后即可得氫化硅油改性的硅溶膠； B、 種子乳液核層結(jié)構(gòu)的合成:在反應(yīng)器中加入氫化硅油改性的硅溶膠、去離子水、緩沖 劑溶液、1/3的引發(fā)劑、1/3的復(fù)配乳化劑、核層單體預(yù)乳化液，后升溫至75°C~80°C反應(yīng)，保 溫一定的時間，制得種子乳液； C、 殼層聚合物的合成:在步驟B所得的乳液中，滴加殼層單體預(yù)乳化液、剩余的引發(fā)劑 溶液，同時升溫至85±2°C，保溫一段時間后降至室溫，調(diào)節(jié)pH值至7~8后出料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:在步驟A中，反應(yīng)時間為7.5h~8.5h，氫化硅油用量為硅溶膠質(zhì)量的3.0%~3.5%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:將全部單體、去離子水和2/3的復(fù)配乳化劑加入燒瓶中在一定的攪拌速率下攪拌一 定時間直至無兩相分離，制得單體預(yù)乳化液，1/4~1/2的單體預(yù)乳化液作為核層預(yù)乳化液， 剩下的單體預(yù)乳化液作為殼層預(yù)乳化液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:在步驟B中，保溫時間30~60分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:在步驟C中，滴加殼層單體預(yù)乳化液、引發(fā)劑溶液的時間為2~3h，然后保溫2.5~ 3.5h〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:所述的緩沖劑溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水、鹽酸中的一種或幾種混合 制得。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液的制備方法，其特 征在于:所述的引發(fā)劑溶液為過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或兩種混合制得。8. -種氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，其組分及其重量配比如下：20~30 份甲基丙烯酸甲酯、1~2份復(fù)配乳化劑、20~30份丙烯酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3 份過硫酸鉀、3~6份氫化硅油改性硅溶膠、48~52份去離子水。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，其特征在于:所 述的復(fù)配乳化劑為陰離子型乳化劑SDS和非離子型乳化劑0P-10的混合物，且二者的質(zhì)量比 為3:1~1:3 〇10. 權(quán)利要求1-7所述的制備方法制備的氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液。
【文檔編號】C08F292/00GK105859987SQ201610238215
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】仝玉柱, 宋菲, 常春, 王作祥, 周銘, 黃順道
【申請人】江蘇榮昌新材料科技有限公司, 東南大學(xué)