專利名稱：有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯－丙烯酸酯納米乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建筑外墻涂料、水性木器涂料、防水涂料和金屬合金板材裝潢涂料以及水性膠粘劑等的涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體地是一種高性能有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
苯乙烯—丙烯酸酯乳液具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)異的耐光性、耐候性、耐酸堿性和耐腐蝕性，在涂料、粘合劑等方面應(yīng)用廣泛，但由于苯乙烯—丙烯酸酯乳液有保色性、耐水性和附著性差等缺點(diǎn)。有機(jī)硅氧烷主鏈為Si-O-Si鍵，具有高度的柔順性，其耐高低溫性能好，表面能低及耐水性優(yōu)良。
采用耐高低溫、表面能低及耐水性好的多官能團(tuán)有機(jī)硅功能性單體對(duì)苯乙烯—丙烯酸乳液進(jìn)行改性，并將它制成納米乳液，則有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液涂料可顯著提高涂膜的硬度、拉伸強(qiáng)度、透氣性、耐磨性、附著力、抗粘著力、耐水性、耐化學(xué)溶劑性、耐擦洗性、耐候性和耐沾污性。
目前，在多官能團(tuán)有機(jī)硅功能單體對(duì)苯乙烯—丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性的研究中，通常采用機(jī)械共混或接枝共聚法、嵌段共聚法和互穿網(wǎng)絡(luò)法等手段，如US4491650、日本公開特許公報(bào)[平]02127458、EP297505等，但這些方法基本上都是溶劑聚合法。也有采用乳液共聚法的，如CN1319616A[公開號(hào)]、CN1251843[公開號(hào)]等，但得到的都是常規(guī)乳液(乳膠粒粒徑大于100nm)。
隨著環(huán)境保護(hù)的要求日益提高，各國(guó)對(duì)VOC排放量的規(guī)定日趨嚴(yán)格，開發(fā)水性涂料已成為涂料研究人員的研究目標(biāo)。乳液聚合法改性苯乙烯—丙烯酸酯乳液主要是利用含乙烯基官能團(tuán)的有機(jī)硅功能單體或預(yù)聚體與苯乙烯、丙烯酸酯類單體進(jìn)行乳液共聚，但從目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯乳液聚合的研究現(xiàn)狀來(lái)看，尚存在一些問題。如由于乳液聚合中有水的存在，有機(jī)硅氧烷中的烷氧基會(huì)發(fā)生水解縮合反應(yīng)，嚴(yán)重影響聚合物乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；由于有機(jī)硅氧烷和苯乙烯、丙烯酸酯在分子結(jié)構(gòu)和極性上存在巨大差距，會(huì)因相容性問題而出現(xiàn)不同程度的相分離等，因此對(duì)共聚單體的選擇比較困難。采用常規(guī)的乳液聚合反應(yīng)合成的有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯乳液穩(wěn)定性不好，有機(jī)硅氧烷添加量小，不易與其它單體共聚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種容易合成、穩(wěn)定性好、性能優(yōu)異的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液。
本發(fā)明的目的還在于提供所述納米乳液的制備方法。
納米乳液是由油、水、乳化劑和助乳化劑組成的熱力學(xué)穩(wěn)定的透明或半透明膠體分散體系，由于其乳膠粒直徑非常小，且表面張力非常低，故它們有極好的滲透性、濕潤(rùn)性、流平性和流變性，可滲入極微細(xì)凹凸圖紋、微細(xì)毛細(xì)孔道中和幾何形狀異常復(fù)雜的基體表面，因而它可以作為涂料、粘合劑、浸漬劑及油墨等制品對(duì)木器、石料、混凝土、紙張、織物及金屬制件等進(jìn)行高質(zhì)量加工和高光澤涂裝。納米聚合物乳液所形成的涂膜具有極好的透明性，可作金屬等材料表面透明保護(hù)清漆；可制成具有高透明性、光澤性和滑爽性的拋光材料；可作透明材料的填料，以改善其平滑性和光澤性；可與常規(guī)乳液進(jìn)行復(fù)配使用，由于納米乳液可滲入大尺寸乳膠粒所不能及的空隙和毛細(xì)孔道內(nèi)部，并可填充于大乳膠粒之間的空隙中，可以顯著提高乳膠膜的強(qiáng)度、附著力、平滑性和光澤性。
本發(fā)明提出的納米乳液是一種核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，它采用阻礙乳液聚合法制備獲得，其中的苯乙烯、丙烯酸酯的單體組分為1)含有C1-C10的丙烯酸烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的20-40％；2)含有C1-C10的甲基丙烯酸烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的20-40％；3)含有C2-C10的甲基丙烯酸羥烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的2-10％；4)含有C3-C6的烯基羧酸交聯(lián)單體，用量為單體總質(zhì)量的2-10％；5)含有乙烯基的芳香族化合物，用量為單體總質(zhì)量的10-50％。
6)含有乙烯基的多官能團(tuán)有機(jī)硅氧烷功能單體，用量為單體總質(zhì)量的1-10％。
所述的C1-C10的丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸已酯、丙烯酸異辛酯之一種或兩種以上混合物。
所述的C1-C10的甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸異辛酯之一種或兩種以上混合物。
所述的C2-C10的丙烯酸羥烷基酯為丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-3-羥基丙酯、丙烯酸-2-羥基丁酯、丙烯酸-5-羥基戊酯、丙烯酸-6-羥基已酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯之一種或兩種以上混合物。
所述C3-C6烯基羧酸交聯(lián)單體為丙烯酸、或甲基丙烯酸及其混合物。
所述的乙烯基芳香族化合物為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、3、4-二甲基苯乙烯之一種或兩種以上混合物。
所述的乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅氧烷功能單體為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲氧基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基乙氧基二異丙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷之一種或兩種以上混合物。
本發(fā)明可以采用半連續(xù)種子乳液聚合法，應(yīng)用特種乳化劑，采用直接引發(fā)劑或氧化—還原引發(fā)劑，先制備種子微乳液，再將經(jīng)預(yù)乳化的單體，采用饑餓進(jìn)料法在3-5個(gè)小時(shí)內(nèi)滴加到種子微乳液中進(jìn)行反應(yīng)，即可得到本發(fā)明的半透明的有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液。
其更具體的步驟包括1.制備種子微乳液先將20-50％的水、10-50％乳化劑加入到反應(yīng)釜中，高速攪拌分散10-20分鐘，再加入5-20％的上述丙烯酸烷基酯、烯基羧酸、50-100％的乙烯基芳香族化合物，升溫至75-85℃，再加入部分引發(fā)劑，反應(yīng)數(shù)分鐘后，乳液出現(xiàn)微弱藍(lán)光，再攪拌5-20分鐘，即形成透明的種子微乳液。
2.制備有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸納米乳液將其余的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸羥烷基酯、乙烯基芳香族化合物、丙烯酸交聯(lián)單體、乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅功能性單體、乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅功能性單體水解抑制劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、水及乳化劑等高速攪拌10-30分鐘，使其充分乳化，得到單體預(yù)乳液；在3-5個(gè)小時(shí)內(nèi)連續(xù)滴加到反應(yīng)釜中，與種子微乳液反應(yīng)，反應(yīng)溫度維持在75-85℃，反應(yīng)結(jié)束，保溫1-2個(gè)小時(shí)，降溫，用pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)微乳液的pH值，過濾出料，即得半透明的有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸納米乳液。
乳液固含量為45％左右，粒徑為30-60nm。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑可以是C5-C15的烷基硫醇或巰基硅烷，用量為單體總質(zhì)量的1-5％。
所述乳化劑為反應(yīng)型陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，用量在單體總質(zhì)量的3％以下，第一步用量占乳化劑總質(zhì)量的10-60％。
所述引發(fā)劑可以是過硫酸鹽直接引發(fā)劑，或氧化—還原引發(fā)劑，用量為單體總質(zhì)量的1％以下，第一步用量占引發(fā)劑總質(zhì)量的20-80％。
所述pH值調(diào)節(jié)劑可以是堿金屬、堿土金屬或銨的碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽或硫酸氫鹽，用量為單體總量的0.1-2％。
所述有機(jī)硅烷氧烷功能單體的水解抑制劑可以是C2-C8的二元醇類，用量為單體總質(zhì)量的0.1-2％。
本發(fā)明制得的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯一丙烯酸酯納米乳液，與現(xiàn)有常規(guī)乳液相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明制備的核/殼結(jié)構(gòu)納米乳液既具有較高的玻璃化溫度，又具有較低的最低成膜溫度，既減少了原料成本，又提高了涂膜的力學(xué)性能，增加了涂膜的耐候性。
2.本發(fā)明制備的核/殼結(jié)構(gòu)乳液為半透明的納米乳液，熱力學(xué)穩(wěn)定，可穩(wěn)定貯存1年以上。
3.本發(fā)明制備的核/殼結(jié)構(gòu)乳液為半透明的納米乳液，乳膠粒直徑非常小，且表面張力非常低，故它們有極好的滲透性、濕潤(rùn)性、流平性和流變性，可滲入極微細(xì)凹凸圖紋、微細(xì)毛細(xì)孔道中和幾何形狀異常復(fù)雜的基體表面。
4.本發(fā)明制備的納米乳液，所形成的涂膜具有極好的透明性；與常規(guī)乳液進(jìn)行復(fù)配使用，可以顯著提高乳膠膜的強(qiáng)度、附著力、平滑性和光澤性。
5.本發(fā)明在乳液聚合過程中加入丙烯酸或甲基丙烯酸交聯(lián)單體，顯著提高乳膠膜的交聯(lián)度和附著力，無(wú)須加催化劑就可使有機(jī)硅氧烷與其它單體共聚后發(fā)生水解交聯(lián)，減少了乳化劑和引發(fā)劑的用量，增加了涂膜的耐水性。
6.本發(fā)明在乳液聚合過程中加入一種有機(jī)硅氧烷的水解抑制劑，使有機(jī)硅功能單體在共聚前不會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，增加了聚合反應(yīng)的穩(wěn)定性。
7.本發(fā)明制備納米乳液采用阻礙乳液聚合方法，所用溶劑為水，制備的乳液無(wú)毒，不易燃，既有利于環(huán)境保護(hù)，又能降低生產(chǎn)成本，用它制得的外墻涂料耐紫外光加速老化試驗(yàn)可達(dá)3000小時(shí)以上、耐水擦洗超過10000次，完全可以取代溶劑型有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸酯外墻涂料。
8.本發(fā)明制備的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅—丙烯酸酯納米乳液比同樣條件下的非硅烷基化苯乙烯—丙烯酸酯乳液和硅烷基化苯乙烯—丙烯酸酯常規(guī)乳液具有更優(yōu)越的耐水性、耐擦洗性、耐化學(xué)溶劑性、耐候性、耐沾污性、抗粘著力、交聯(lián)度、附著力、硬度和拉伸強(qiáng)度，廣泛用于高檔建筑外墻涂料、水性木器涂料、防水涂料和金屬合金板材裝潢涂料以及水性膠粘劑等。
9.本發(fā)明的納米乳液，它采用阻礙乳液聚合方法制備獲得。與現(xiàn)有的有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸酯的制備方法相比，這種新型的聚合方法借助于化學(xué)鍵和分子間的機(jī)械纏結(jié)既保證了不飽和雙鍵的反應(yīng)活性，又克服了有機(jī)硅氧烷的水解縮聚和由于極性差距大而引起的相分離問題，實(shí)現(xiàn)了兩種極性相差很大的聚合物的穩(wěn)定乳液共聚，并且提高了聚合物乳液的貯存穩(wěn)定性。制備得到的有機(jī)硅改性納米乳液粒徑控制在30-60nm，具有高性能化、高功能化，并且實(shí)現(xiàn)了乳膠粒子的超微細(xì)化。
對(duì)本發(fā)明制備的納米乳液的性能可用如下方法表征乳液的粒徑采用Coulter LS230粒徑分析儀測(cè)定；涂膜力學(xué)性能用Instron電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試；乳液聚合物結(jié)構(gòu)用傅立葉紅外光譜儀(FTIR)測(cè)定；乳液玻璃化溫度用差示掃描量熱儀(DSC)、最低成膜溫度用最低成膜梯形溫度儀測(cè)定；乳液的乳膠粒子形態(tài)用掃描顯微電鏡(TEM)測(cè)定；乳液乳膠膜交聯(lián)通過MEK(甲基乙基酮)加熱回流萃取的方法測(cè)定；涂膜的鉛筆硬度按ASTM-3364測(cè)定；附著力按GB/T9286-88十字劃格法測(cè)定；耐化學(xué)溶劑性(MEK)的測(cè)試是用被MEK飽和的無(wú)紡紙往返擦洗涂膜表面，記錄涂膜剛被擦破的擦洗次數(shù)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1單體組成為苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、含有C5-C20的乙烯基烷氧基硅烷，其組分配方如表1。
表1組成 質(zhì)量百分比，％1 苯乙烯 252 甲基丙烯酸(MAA) 23 丙烯酸丁酯(BA) 164 甲基丙烯酸羥乙酯 25 乙烯基有機(jī)硅氧烷 16 乳化劑 2.57 過硫酸鉀(K2S2O8) 0.28 碳酸氫鈉 0.19 十二烷基硫醇 0.510丙二醇 0.211二次去離子水 5012氨水(28％) 0.5
將1份乳化劑、18份水、1份甲基丙烯酸、3份丙烯酸丁酯、8份苯乙烯加入反應(yīng)釜中，攪拌20分鐘，將反應(yīng)釜溫度加熱至80C，滴加引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌至乳液出現(xiàn)微弱的藍(lán)光，15分鐘后，開始滴加預(yù)乳化好的單體(剩下的單體和30份的水高速攪拌乳化25分鐘)和引發(fā)劑，4小時(shí)內(nèi)將預(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完，繼續(xù)保溫1.5小時(shí)，降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.5，冷卻過濾出料，即得半透明的本發(fā)明的納米乳液。
實(shí)施例2單體組成為丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯、含有C5-C20的乙烯基烷氧基硅烷，其組分配方如表2。
表2組成質(zhì)量百分比，％1苯乙烯(St) 252丙烯酸(AA) 13丙烯酸丁酯(BA) 154甲基丙烯酸羥丙酯 25乙烯基有機(jī)硅氧烷 36乳化劑 2.57過硫酸鉀(K2S2O8) 0.28碳酸氫鈉 0.19十二烷基硫醇 110 乙二醇 0.211 二次去離子水 50
將1份乳化劑、20份水、1份丙烯酸、2份丙烯酸丁酯、8份苯乙烯加入反應(yīng)釜中，攪拌20分鐘，將反應(yīng)釜溫度加熱至80℃，滴加引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌至乳液出現(xiàn)微弱的藍(lán)光，15分鐘后，開始滴加預(yù)乳化好的單體(剩下的單體和30份的水高速攪拌乳化25分鐘)和引發(fā)劑，3小時(shí)內(nèi)將預(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完，繼續(xù)保溫2小時(shí)，加入pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，冷卻過濾，即得半透明的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液。
實(shí)施例3單體組成為苯乙烯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、含有C5-C20的乙烯基烷氧基硅烷，其組分配方如表3表3組成 質(zhì)量百分比，％1 苯乙烯 242 甲基丙烯酸(MAA) 13 丙烯酸異辛酯 164 甲基丙烯酸羥乙酯 15 乙烯基有機(jī)硅氧烷 3.56 乳化劑 1.37 過硫酸鉀(K2S2O8) 0.28 碳酸氫鈉 0.59 巰基乙醇 0.310 丙二醇 0.211 二次去離子水 52
將1份乳化劑、15份水、1份甲基丙烯酸、1份丙烯酸異辛酯、6份苯乙烯、1份甲基丙烯酸羥乙酯加入反應(yīng)釜中，攪拌20分鐘，將反應(yīng)釜溫度加熱至80℃，滴加引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌至乳液出現(xiàn)微弱的藍(lán)光，15分鐘后，開始滴加預(yù)乳化好的單體(剩下的單體和35份的水高速攪拌乳化25分鐘)和引發(fā)劑，4小時(shí)內(nèi)將預(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完，繼續(xù)保溫1小時(shí)，加入pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至8.5，冷卻過濾，即得半透明的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液。
權(quán)利要求
1.一種核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，由阻礙乳液聚合方法獲得，其特征在于其中的苯乙烯、丙烯酸酯的單體組分為1)含有C1-C10的丙烯酸烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的20-40％；2)含有C1-C10的甲基丙烯酸烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的20-40％；3)含有C2-C10的甲基丙烯酸羥烷基酯，用量為單體總質(zhì)量的2-10％；4)含有C3-C6的烯基羧酸交聯(lián)單體，用量為單體總質(zhì)量的2-10％；5)含有乙烯基的芳香族化合物，用量為單體總質(zhì)量的10-50％；6)含有乙烯基的多官能團(tuán)有機(jī)硅氧烷功能單體，用量為單體總質(zhì)量的1-10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸已酯、丙烯酸異辛酯之一種或兩種以上混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸異辛酯之一種或兩種以上混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述丙烯酸羥烷基酯為丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-3-羥基丙酯、丙烯酸-2-羥基丁酯、丙烯酸-5-羥基戊酯、丙烯酸-6-羥基已酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯之一種或兩種以上混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述烯基羧酸交聯(lián)單體為丙烯酸、甲基丙烯酸之一種或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述乙烯基芳香族化合物為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、3、4-二甲基苯乙烯之一種或兩種以上混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅—丙烯酸酯納米乳液，其特征在于所述乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅氧烷功能單體為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲氧基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基乙氧基二異丙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷之一種或兩種以上混合物。
8.權(quán)利要求1所述的核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸酯納米乳液的制備方法，其特征在于包括采用半連續(xù)種子乳液聚合法，應(yīng)用特種乳化劑，采用直接引發(fā)劑或氧化—還原引發(fā)劑，先制備種子微乳乳液，再將經(jīng)預(yù)乳化的單體，采用饑餓進(jìn)料法在3-5個(gè)小時(shí)內(nèi)滴加到種子微乳液中進(jìn)行反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸納米乳液的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1)制備種子微乳液先將20-50％的水、10-50％乳化劑加入到反應(yīng)釜中，高速攪拌分散10-20分鐘，再加入5-20％的上述丙烯酸烷基酯、烯基羧酸、50-100％的乙烯基芳香族化合物，升溫至75-85℃，再加入部分引發(fā)劑，反應(yīng)數(shù)分鐘后，乳液出現(xiàn)微弱藍(lán)光，再攪拌5-20分鐘，即形成透明的種子微乳液。(2)制備有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯—丙烯酸納米乳液將其余的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸羥烷基酯、乙烯基芳香族化合物、丙烯酸交聯(lián)單體、乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅功能性單體、乙烯基多官能團(tuán)有機(jī)硅功能性單體水解抑制劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、水及乳化劑等高速攪拌10-30分鐘，使其充分乳化，得到單體預(yù)乳液；在3-5個(gè)小時(shí)內(nèi)連續(xù)滴加到反應(yīng)釜中，與種子微乳液反應(yīng)，反應(yīng)溫度維持在75-85℃，反應(yīng)結(jié)束，保溫1-2個(gè)小時(shí)，降溫，用pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)微乳液的pH值，過濾出料，即得半透明的有機(jī)硅改性苯乙烯—丙烯酸納米乳液；所述鏈轉(zhuǎn)移劑是C5-C15的烷基硫醇或巰基硅烷，用量為單體總質(zhì)量的1-5％；所述乳化劑為反應(yīng)型陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，用量在單體總質(zhì)量的3％以下，第一步用量占乳化劑總質(zhì)量的10-60％；所述引發(fā)劑可以是過硫酸鹽直接引發(fā)劑，或氧化—還原引發(fā)劑，用量為單體總質(zhì)量的1％以下，第一步用量占引發(fā)劑總質(zhì)量的20-80％；所述pH值調(diào)節(jié)劑是堿金屬、堿土金屬或銨的碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽或硫酸氫鹽，用量為單體總量的0.1-2％；所述有機(jī)硅烷氧烷功能單體的水解抑制劑是C2-C8的二元醇類，用量為單體總質(zhì)量的0.1-2％。
全文摘要
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體地是核/殼結(jié)構(gòu)有機(jī)硅氧烷改性苯乙烯－丙烯酸酯納米乳液及其制備方法，所述納米乳液由乙烯基烷氧基多官能團(tuán)硅烷功能性單體與苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸等單體在有機(jī)硅氧烷水解抑制劑的作用下通過阻礙乳液聚合方式進(jìn)行共聚獲得；所得納米乳液具有低乳化劑含量、高固體份含量的特性，其貯存穩(wěn)定性好，可穩(wěn)定放置一年以上，并且乳膠膜的耐候性、耐沾污性、耐水、耐化學(xué)溶劑性、耐堿性及耐擦洗性、附著力、拉伸強(qiáng)度及柔韌性等綜合物理性能較現(xiàn)有乳液有顯著的提高，廣泛用于建筑外墻涂料、水性木器涂料、防水涂料和金屬合金板材裝潢涂料以及水性膠粘劑等。
文檔編號(hào)C08F20/10GK1456577SQ0312665
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2003年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月26日
發(fā)明者張心亞, 藍(lán)仁華, 陳煥欽 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)