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：在反應器中加入氫化硅油改性后的硅溶膠、去離子水、引發劑、乳化劑、緩沖劑溶液，同時升溫至75～80℃，再滴加部分單體預乳化液，制備種子乳液。步驟C：在前述所得的種子乳液中，滴加殼層單體預乳化液、引發劑溶液，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，稀釋穩定性和凍融穩定性高。
【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
技術領域
[0001 ]本發明屬于高分子物質合成領域，涉及乳液聚合技術，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】
[0002] 丙烯酸乳液是各種丙烯酸單體類的共聚物的通稱，廣泛用于各行各業中，其在木 漆行業中尤為重要。
[0003] 傳統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，當該丙烯酸乳液被用來涂裝時，殘留其中的乳化劑又會進一步影響涂 膜的性能導致涂抹的耐水性、附著力不佳，光澤不理想等。
[0004] 雖然現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 如何解決技術上的缺點是現有丙烯酸乳液領域待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是在于針對現有技術的不足，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 良好的耐水性和穩定性，且生產方法簡單、成本低。
[0006] 本發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份引發劑、3~6份氫化硅油改性硅溶膠、48~52份去離 子水。
[0008] 本發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:在反應器中加入氫化硅油、硅溶膠、去離子水，調節PH值 至3~4，然后升溫至80 土 1°C，反應后即可得氫化硅油改性的硅溶膠；
[0010] B、種子乳液核層結構的合成:在反應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的引發劑、1/3的復配乳化劑，升溫至75°C~80°C，滴加核層單體預乳化液， 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，滴加殼層單體預乳化液、剩余的引 發劑溶液，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節PH值 至7~8后出料。
[0012] 在步驟A中，反應時間為7.5h~8.5h，氫化硅油用量為硅溶膠質量的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，制得單體預乳化液，在步驟B中，1/4~1/2的單體預乳化液作為核層預乳化液，剩下的單 體預乳化液作為殼層預乳化液。
[0015] 在步驟C中，滴加殼層單體預乳化液、引發劑溶液的時間為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，且二者的質量比為3:1~1:3。
[0019] 本發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，生產方 法簡單、成本低且環保，相比常規丙烯酸乳液，耐水性大大提高而且本發明的氫化硅油改性 硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液稀釋穩定性、凍融穩定性高。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0021] 實施例1
[0022] 氫化硅油改性硅溶膠/核殼型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份數記的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份復配乳化劑、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。其中復配乳化劑由質量比SDS: OP-IO = I = I混合而成。
[0023] 氫化硅油改性硅溶膠的制備:在反應器中加入20g硅溶膠、20g去離子水，再加入質 量分數為硅溶膠3.5%的氫化硅油，同時用少量5%的鹽酸溶液調節PH值至3~4，然后升溫 至80 ± 1°C，反應8h后即可得氫化硅油改性的硅溶膠；
[0024] 單體的預乳化: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內滴加1/3的單體預 乳化液，滴加完畢后保溫30min，則可制得種子乳液;然后在2h內滴加剩下的單體預乳化液、 剩余的引發劑溶液，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 鈉溶液調節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，包含按照重量份數記的如下原料:25 份甲基丙烯酸甲酯、2份復配乳化劑、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，包含按照重量份數記的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份復配乳化劑、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制備的成品進行下表各項性能測試，結果見表1:
[0031] 表1性能測試數據
[0033] 由上表可見，本發明具有較好的耐水性、稀釋穩定性和凍融穩定性。
[0034] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，這些【具體實施方式】都是基于本發明 整體構思下的不同實現方式，而且本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域 的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的 保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
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乳化液聚合制備種子乳液，再與剩余的 單體預乳化液聚合殼層，具體步驟為： A、 氫化硅油改性硅溶膠:在反應器中加入氫化硅油、硅溶膠、去離子水，調節pH值至3~ 4，然后升溫至80 土 1°C，反應后即可得氫化硅油改性的硅溶膠； B、 種子乳液核層結構的合成:在反應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的引發劑、1/3的復配乳化劑、核層單體預乳化液，后升溫至75°C~80°C反應，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，滴加殼層單體預乳化液、剩余的引發劑 溶液，同時升溫至85±2°C，保溫一段時間后降至室溫，調節pH值至7~8后出料。2. 根據權利要求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，反應時間為7.5h~8.5h，氫化硅油用量為硅溶膠質量的3.0%~3.5%。3. 根據權利要求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，制得單體預乳化液，1/4~1/2的單體預乳化液作為核層預乳化液， 剩下的單體預乳化液作為殼層預乳化液。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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，滴加殼層單體預乳化液、引發劑溶液的時間為2~3h，然后保溫2.5~ 3.5h〇6. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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，且二者的質量比 為3:1~1:3 〇10. 權利要求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