一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液及其制备方法。步骤A：制备得氢化硅油改性的硅溶胶。步骤B：在反应器中加入氢化硅油改性后的硅溶胶、去离子水、引发剂、乳化剂、缓冲剂溶液，同时升温至75～80℃，再滴加部分单体预乳化液，制备种子乳液。步骤C：在前述所得的种子乳液中，滴加壳层单体预乳化液、引发剂溶液，同时升温至85±2℃，保温得到氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液。所得的丙烯酸乳液吸水率低，稀释稳定性和冻融稳定性高。
【专利说明】
一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液及其制备 方法
技术领域
[0001 ]本发明属于高分子物质合成领域，涉及乳液聚合技术，具体涉及一种氢化硅油改 性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 丙烯酸乳液是各种丙烯酸单体类的共聚物的通称，广泛用于各行各业中，其在木 漆行业中尤为重要。
[0003] 传统的丙烯酸乳液存在耐水性不佳的缺点，而在丙烯酸乳液聚合的过程中又会添 加一定量的乳化剂，当该丙烯酸乳液被用来涂装时，残留其中的乳化剂又会进一步影响涂 膜的性能导致涂抹的耐水性、附着力不佳，光泽不理想等。
[0004] 虽然现有的丙烯酸乳液的性能已得到改善，但仍不能满足人们的使用需求，故此 如何解决技术上的缺点是现有丙烯酸乳液领域待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是在于针对现有技术的不足，提供一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳 型聚丙烯酸乳液及其制备方法，本发明的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，具有 良好的耐水性和稳定性，且生产方法简单、成本低。
[0006] 本发明的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，其由下述组分通过自由基 引发聚合而成，所述组分及其重量配比如下：20~30份甲基丙烯酸甲酯、1~2份复配乳化 剂、20~30份丙烯酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3份过硫酸钾、3~6份氢化硅油改性硅 溶胶、48~52份去离子水。
[0007] 本发明的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，通过自由基引发聚合而成， 所述组分及其重量配比如下：20~30份甲基丙烯酸甲酯、1~2份复配乳化剂、20~30份丙烯 酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3份引发剂、3~6份氢化硅油改性硅溶胶、48~52份去离 子水。
[0008] 本发明的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0009] A、氢化硅油改性硅溶胶:在反应器中加入氢化硅油、硅溶胶、去离子水，调节PH值 至3~4，然后升温至80 土 1°C，反应后即可得氢化硅油改性的硅溶胶；
[0010] B、种子乳液核层结构的合成:在反应器中加入氢化硅油改性的硅溶胶、去离子水、 缓冲剂溶液、1/3的引发剂、1/3的复配乳化剂，升温至75°C~80°C，滴加核层单体预乳化液， 保温一段时间制备种子乳液；
[0011] C、壳层聚合物的合成:在步骤B所得的乳液中，滴加壳层单体预乳化液、剩余的引 发剂溶液，同时升温至85±2°c，保温一段时间后降至室温，用饱和碳酸氢钠溶液调节PH值 至7~8后出料。
[0012] 在步骤A中，反应时间为7.5h~8.5h，氢化硅油用量为硅溶胶质量的3.0 %~ 3·5%〇
[0013] 在步骤B中，保温时间为30~60分钟。
[0014] 将全部单体(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）， 去离子水和2/3的复配乳化剂加入烧瓶中在一定的搅拌速率下搅拌一定时间直至无两相分 离，制得单体预乳化液，在步骤B中，1/4~1/2的单体预乳化液作为核层预乳化液，剩下的单 体预乳化液作为壳层预乳化液。
[0015] 在步骤C中，滴加壳层单体预乳化液、引发剂溶液的时间为2~3h，然后保温2.5~ 3.5h〇
[0016] 在步骤B中所述的缓冲剂溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、盐酸中的一种 或几种混合制得。
[0017] 在步骤B中所述的引发剂溶液为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种混合制得。
[0018] 步骤B中所述的复配乳化剂为阴离子型乳化剂SDS和非离子型乳化剂0P-10的混合 物，且二者的质量比为3:1~1:3。
[0019] 本发明的一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液及其制备方法，生产方 法简单、成本低且环保，相比常规丙烯酸乳液，耐水性大大提高而且本发明的氢化硅油改性 硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液稀释稳定性、冻融稳定性高。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0021] 实施例1
[0022] 氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份数记的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份复配乳化剂、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份过硫酸钾、5份氢化 硅油改性的硅溶胶、42份去离子水、1份饱和碳酸氢钠溶液。其中复配乳化剂由质量比SDS: OP-IO = I = I混合而成。
[0023] 氢化硅油改性硅溶胶的制备:在反应器中加入20g硅溶胶、20g去离子水，再加入质 量分数为硅溶胶3.5%的氢化硅油，同时用少量5%的盐酸溶液调节PH值至3~4，然后升温 至80 ± 1°C，反应8h后即可得氢化硅油改性的硅溶胶；
[0024] 单体的预乳化:将全部单体(29份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸）、 去离子水和2/3的复配乳化剂加入烧瓶中，在300r/min搅拌速率下搅拌40min，即可制得单 体预乳化液。
[0025] 氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的合成：向反应器中加入氢化硅油改 性的硅溶胶、与硅溶胶等量的去离子水、饱和碳酸氢钠溶液、1/3的过硫酸钾、1/3的复配乳 化剂，然后在200r/min的搅拌速率下缓慢升温至75°C~80°C，之后在Ih内滴加1/3的单体预 乳化液，滴加完毕后保温30min，则可制得种子乳液;然后在2h内滴加剩下的单体预乳化液、 剩余的引发剂溶液，同时升温至85±2°C，滴加完保温3h，之后降至室温，用剩余饱和碳酸氢 钠溶液调节PH值到7~8后过滤出料。
[0026] 实施例2
[0027] 氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份数记的如下原料:25 份甲基丙烯酸甲酯、2份复配乳化剂、24份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份过硫酸钾、5份氢化 硅油改性的硅溶胶、42份去离子水、1份饱和碳酸氢钠你溶液。其中乳化剂由质量比SDS: OP-10 = 1:1混合而成。氢化硅油改性硅溶胶与氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制 备方法与实施例1相同。
[0028] 实施例3
[0029] 氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，包含按照重量份数记的如下原料:29 份甲基丙烯酸甲酯、2份复配乳化剂、20份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.2份过硫酸钾、5份氢化 硅油改性的硅溶胶、42份去离子水、1份饱和碳酸氢钠你溶液。其中乳化剂由质量比505:0卩-10 = 2:1混合而成。氢化硅油改性硅溶胶与氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制 备方法与实施例1相同。
[0030] 将实例1-3制备的成品进行下表各项性能测试，结果见表1:
[0031] 表1性能测试数据
[0033] 由上表可见，本发明具有较好的耐水性、稀释稳定性和冻融稳定性。
[0034] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，这些【具体实施方式】都是基于本发明 整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域 的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的 保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，先用氢化硅油改性硅 溶胶，然后以氢化硅油改性的硅溶胶和部分单体预乳化液聚合制备种子乳液，再与剩余的 单体预乳化液聚合壳层，具体步骤为： A、 氢化硅油改性硅溶胶:在反应器中加入氢化硅油、硅溶胶、去离子水，调节pH值至3~ 4，然后升温至80 土 1°C，反应后即可得氢化硅油改性的硅溶胶； B、 种子乳液核层结构的合成:在反应器中加入氢化硅油改性的硅溶胶、去离子水、缓冲 剂溶液、1/3的引发剂、1/3的复配乳化剂、核层单体预乳化液，后升温至75°C~80°C反应，保 温一定的时间，制得种子乳液； C、 壳层聚合物的合成:在步骤B所得的乳液中，滴加壳层单体预乳化液、剩余的引发剂 溶液，同时升温至85±2°C，保温一段时间后降至室温，调节pH值至7~8后出料。2. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:在步骤A中，反应时间为7.5h~8.5h，氢化硅油用量为硅溶胶质量的3.0%~3.5%。3. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:将全部单体、去离子水和2/3的复配乳化剂加入烧瓶中在一定的搅拌速率下搅拌一 定时间直至无两相分离，制得单体预乳化液，1/4~1/2的单体预乳化液作为核层预乳化液， 剩下的单体预乳化液作为壳层预乳化液。4. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:在步骤B中，保温时间30~60分钟。5. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:在步骤C中，滴加壳层单体预乳化液、引发剂溶液的时间为2~3h，然后保温2.5~ 3.5h〇6. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:所述的缓冲剂溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、盐酸中的一种或几种混合 制得。7. 根据权利要求1所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液的制备方法，其特 征在于:所述的引发剂溶液为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种混合制得。8. -种氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，其组分及其重量配比如下：20~30 份甲基丙烯酸甲酯、1~2份复配乳化剂、20~30份丙烯酸丁酯、0.5~3份丙烯酸、0.1~0.3 份过硫酸钾、3~6份氢化硅油改性硅溶胶、48~52份去离子水。9. 根据权利要求8所述的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液，其特征在于:所 述的复配乳化剂为阴离子型乳化剂SDS和非离子型乳化剂0P-10的混合物，且二者的质量比 为3:1~1:3 〇10. 权利要求1-7所述的制备方法制备的氢化硅油改性硅溶胶/核壳型聚丙烯酸乳液。
【文档编号】C08F292/00GK105859987SQ201610238215
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】仝玉柱, 宋菲, 常春, 王作祥, 周铭, 黄顺道
【申请人】江苏荣昌新材料科技有限公司, 东南大学