專利名稱：單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液及其制備方法
技術領域：
本發明涉及聚合物和精細化工技術領域，更具體地，本發明涉及單組分自交聯反 應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液及其制備方法。
背景技術：
作為密封材料用的基礎聚合物，近年來反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷(SPP0) 得到了快速發展。來自德國的例如Henkel和Degussa公司以及來自美國的例如Witco和 Crompton公司等都開發了使用SPP0作為所述基礎聚合物的密封膠，并且SPP0的應用領域 也從最早的建筑行業擴展到其它領域，例如汽車領域等。但目前在國內有關SPP0的發展相 對緩慢，相關研發報道不多，并且也未見有與之相關的專利報道。作為重要的基礎聚合物，水性SPP0不但將減少環境污染，而且還可以利用添加各 種助劑來降低成本和簡化生產工藝，因此其應用可以由現在的建筑、汽車領域擴展到家用 領域，例如家庭裝修和裝飾等。但SPP0分子疏水性極強，并含有對水極為敏感的和可水解交聯的反應性硅烷氧 基端基，因此很難是水性的，并且目前還沒有見到關于水性SPP0的報道。因此，制備出性能優異的水性SPP0乳液可以大大拓寬SPP0的應用領域，并且在實 踐和商業中是非常重要的。直接乳化和相反轉乳化可以在不改變分子結構的情況下把聚合物乳化成水性乳 液。其中直接乳化通常需要使用大量的表面活性劑并且必須長時間強力攪拌，而且只有具 備特殊性質的一些聚合物才能被直接乳化，因此其應用范圍有限。與所述直接乳化法相比， 相反轉乳化法無需強力攪拌就可以將許多聚合物直接乳化成水性乳液，而且所得的乳液具 有小的膠乳粒子尺寸和優異的穩定性。
發明內容
本發明涉及單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液及其制備方法。所 述單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液符合環境要求，并且具有如下一些優 點，例如成本低、不可燃和使用安全等，因此可作為基本原料用于生產環境友好聚合物產 品，例如涂料、粘結劑和密封劑。所述制備方法采取相反轉乳化，從而無需使用大量的表面 活性劑以及長時間的強力攪拌，因此生產工藝簡單。具體地，本發明提供一種單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 包含反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷和復合乳化劑以及任選的親油性助溶劑和保護膠體， 其溶解在水中，其中所述反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷的重均分子量為1500至150000， 優選2000至100000，最優選3000至80000，并且其具有以下示意性通式
權利要求
一種單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其包含反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷和復合乳化劑以及任選的親油性助溶劑和保護膠體，其溶解在水中，其中所述反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷的重均分子量為1500至150000，優選2000至100000，最優選3000至80000，并且其具有以下示意性通式其中，n為0或1，m為0至10的整數，x為1至50的整數，y為15至2000的整數，R1為甲基或乙基，R2為甲基或乙基，R3為亞甲基或 (CH2)3 ，R4為H或苯基，R5為甲基或/和H，G為其中R6為 (CH2)6 、和/或FPA00001168109000011.tif,FPA00001168109000012.tif,FPA00001168109000013.tif,FPA00001168109000014.tif
2.權利要求1的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其特征在于所述 乳液的固含量為最高至80wt%，并優選45-70wt%。
3.權利要求1或2中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 特征在于所述乳液的膠乳粒子尺寸為小于10 μ m，并優選2-8 μ m。
4.權利要求1至3中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 中基于100份所述反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷計，所述復合乳化劑的量為2至20份， 優選4至16份，最優選4至14份，所述親油性助溶劑的量為O至30份，優選O至25份，最 優選O至20份，所述保護膠體的量為0至10份，優選0至8份，最優選0至6份，和所述水 的量為20至200份，優選30至150份，最優選40至120份，所有份數均為重量份數。
5.權利要求1至4中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 中所述復合乳化劑是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的組合物或非離子表面活性 劑和陽離子表面活性劑的組合物。
6.權利要求5的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其中關于所述復 合乳化劑，在所述非離子表面活性劑與所述陰離子表面活性劑之間的重量比以及在所述非 離子表面活性劑與所述陽離子表面活性劑之間的重量比均為0. 5至10，優選1至7. 5，最優 選1至5。
7.權利要求1至6中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 中所述親油性助溶劑選自烷烴、環烷烴、芳香烴和醚及其衍生物。
8.權利要求1至7中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液，其 中所述保護膠體是聚醚改性的聚硅氧烷，其具有如下示意性通式
9.通過相反轉乳化制備權利要求1至8中任一項的單組分自交聯反應性硅氧烷封端的 聚環氧丙烷乳液的方法，該方法包括如下步驟a.向反應器中加入所述反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷和復合乳化劑，任選還加入親 油性助溶劑和保護膠體，并將它們充分攪拌混合；b.向該混合物中滴加水，并繼續攪拌混合；和c.在滴加完畢后繼續攪拌一段時間以得到所述單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚 環氧丙烷乳液。
10.權利要求9的方法，其中在步驟a中，所述溫度為0-90°C和攪拌混合的持續時間為 10至240分鐘，在步驟b中，將攪拌速率控制在50-3000rpm，和在步驟c中，攪拌的持續時 間為10-240分鐘。
11.權利要求10的方法，其中在步驟a中，所述溫度為5-50°C和攪拌混合的持續時間 為30至120分鐘，在步驟b中，將攪拌速率控制在100-2000rpm，和在步驟c中，攪拌的持續 時間為20至180分鐘。
12.權利要求11的方法，其中在步驟a中，所述溫度為10-40°C和攪拌混合的持續時間 為30至100分鐘，在步驟b中，將攪拌速率控制在200-1500rpm，和在步驟c中，攪拌的持續 時間為30至120分鐘。
13.權利要求9至12中任一項的方法，其中在步驟b中以勻速滴加的方式加入水。
全文摘要
本發明涉及單組分自交聯反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷乳液及其制備方法。在本發明的方法中，采用反應性硅氧烷封端的聚環氧丙烷(SPPO)作為原料，和采用聚醚改性的聚硅氧烷作為保護膠體，在復合乳化劑的存在下，通過相反轉乳化制備了具有優異的貯存穩定性和凍融穩定性的水性SPPO乳液。該方法具有如下優點例如設備投資少、工藝簡單、操作容易和生產成本低。并且所得的SPPO乳液可以作為基本原料用于生產環境友好水性產品，例如涂料、粘結劑、密封劑等。
文檔編號C08G65/336GK101939356SQ200880122781
公開日2011年1月5日 申請日期2008年11月27日 優先權日2007年12月26日
發明者侯昭升, 張勇, 托馬斯·費伊-沃伊·利姆, 李澤平, 謝偉, 趙志清, 闞成友 申請人:漢高兩合股份公司