本发明专利技术提供了一种超支化无皂硅丙乳液的制备方法，属于化工技术领域，主要用于建筑涂料领域。本发明专利技术以四甲基四乙烯基环硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷为有机硅单体，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体，以K2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发剂，在无乳化剂条件下进行聚合，得到的硅丙乳液粒径小，分布窄，呈单分散性；乳液热稳定性好，以其为成膜物制成的内外墙涂料，涂层细腻光滑，装饰性好，耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐冻融性、耐温变性等性能达到或超过国标，而且避免了传统硅丙乳液中乳化剂会随着时间推移而缓慢溶解释放造成的环境污染。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，属于化工
，主要用于建筑涂料领域。本专利技术以四甲基四乙烯基环硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷为有机硅单体，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体，以K2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发剂，在无乳化剂条件下进行聚合，得到的硅丙乳液粒径小，分布窄，呈单分散性；乳液热稳定性好，以其为成膜物制成的内外墙涂料，涂层细腻光滑，装饰性好，耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐冻融性、耐温变性等性能达到或超过国标，而且避免了传统硅丙乳液中乳化剂会随着时间推移而缓慢溶解释放造成的环境污染。【专利说明】
本专利技术属于化工
，涉及一种硅丙乳液的制备，尤其涉及一种超支化无皂 硅丙乳液的制备方法，主要用于建筑涂料领域。
技术介绍
有机硅改性丙烯酸酯乳液不仅能够弥补丙烯酸乳液成膜后冷脆热粘的不足，而且 还能够明显提高漆膜的耐候性、耐碱性、耐水性和耐沾污性等性能，使之同时具备有机硅树 脂的高耐候、耐污染性和丙烯酸树脂高装饰性而被广泛应用。通常硅丙乳液所用有机硅单 体为不饱和有机硅氧烷，在与丙烯酸酯类单体共聚时会在聚合物主链上引入硅氧烷基，干 燥成膜时，硅氧烷在聚合物分子之间以及聚合物与基材之间进行水解缩聚，形成交联网状 结构（-Si-0-Si-)，提高了漆膜附着力和耐水性，但由于聚丙烯酸酯与聚硅氧烷两者极性相 差很大，活性硅烷类或硅氧烷类在聚合与贮存期间水解缩合倾向严重，体系工艺稳定性和 贮存稳定性降低，制得的硅丙乳液共聚物中有机硅含量低(通常小于10%)，对涂料耐沾污性 等各项性能提高十分有限，因此如何提高有机硅含量，降低活性硅烷水解交联程度，得到高 均质性硅丙乳液就成为热门研究课题。 传统解决方案是在聚合期间添加大量乳化剂对含有硅氧烷基的聚合物加以保护， 以维持体系稳定，然而乳化剂滞留在树脂中又会造成漆膜光泽、附着力、耐水性、耐候性、耐 擦洗性等性能大幅度降低，影响使用性和装饰性，同时漆膜中的乳化剂还会随着时间推移 而缓慢溶解释放造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种超支化无皂硅丙乳液的制 备方法。 -、无皂硅丙乳液及漆膜的制备 1、超支化无阜娃丙乳液的制备 本专利技术，是以四甲基四乙烯基环硅氧烷和乙烯基三 甲氧基硅烷为有机硅单体，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体， K2S208-NaHS03为氧化还原引发剂，在去离子水中进行乳液聚合反应，熟化，冷却，过滤，得到 泛有蓝色乳光的无皂硅丙乳液。具体制备方法如下： 原料配比：以重量份计： 四甲基四乙烯基环硅氧烷15?25份，乙烯基三甲氧基硅烷2飞份，甲基丙烯酸甲酯 50?70份，甲基丙烯酸5?12份，烯丙基羟乙基醚5?15份，K2S2080. 1?1份，NaHS030. 1?0. 5份， 去尚子水80?120份。 制备方法1 :将四甲基四乙烯基环硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸、烯丙基羟乙基醚及部分氧化还原引发剂用去离子水高速分散进行预 乳化得到预乳液；将预乳液及剩余氧化还原引发剂加入到反应釜中，调整反应釜体系 pH=3飞，于80±10°C聚合反应2?lOh ;熟化、冷却，调整pH=7. 5±0. 5,过滤，即得产品，记为 FE-SCE-A。 制备方法2:将四甲基四乙烯基环硅氧烷用去离子水在反应釜中高速分散，调整 体系pH=3?4,于80±10°C下进行开环反应疒3h，得到开环硅乳液；然后将开环硅乳液与乙 烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸烯、丙基羟乙基醚及部分氧化还原引发剂 用去离子水高速分散进行预乳化得到预乳液；将预乳液及剩余氧化还原引发剂加入到反应 釜中，调整反应釜体系ρΗ=Γ6,于80±10°C聚合反应2?10h ;熟化、冷却，调整pH=7. 5±0. 5， 过滤，即得产品，记为FE-SCE-B。 上述制备方法的预乳化过程中，氧化还原引发剂的加入量为引发剂总量的 2/5?4/5。 2、漆膜的制备 将润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂加入水中，搅拌溶解，添加金红石型钛白粉 R-930,待充分润湿后进行研磨，当细度达到10--m以下，添加 FE-SCE乳液，搅匀，过滤，包 装，制得白色内墙涂料，简称FE-SCEC。 二、无皂硅丙乳液及漆膜的性能 1、红外光谱分析：取乳液平铺在表面皿中，在120°C烘箱中干燥成膜，恒重后取出，研 碎，洗涤、丙酮抽提、烘干后，用KBr混研压片研碎，用红外光谱仪FT-IR表征(见图1和图 2)。图中570~870〇1^为-Si (R)20-键骨架伸缩及平面摇摆振动吸收峰谱带，1174CHT1为羰 基C=0的振动吸收峰，1406CHT1为酰氧基的对称伸缩振动峰，1473CHT1为-CH 2-的反对称变 形振动的特征峰，1575CHT1为酰氧基的反对称伸缩振动峰，1654CHT 1是C-C的伸缩振动峰， 1680-1750CHT1为酯羰基吸收谱带，2895CHT 1为亚甲基伸缩振动峰，2962cm-1为甲基伸缩振动 峰，3466CHT1为-0H振动峰。在1555 cnT1处无环硅氧烷的环体骨架振动峰，说明V4中的硅 氧环已开环，在18001860(^1无乙烯基特征吸收峰，3107CHT 1无 C=C键相连的C-H键的伸缩 振动峰，说明聚合物中无双键存在，表明所有单体已全部参加共聚反应，形成硅丙共聚物。 2、FE-SCE乳液热稳定性：取少量干燥成膜后的硅丙树脂，进行热重分析，其热稳 定性见图2。从图2可以看出：FE-SCE-A、FE-SCE-B的外延起始分解温度分别为398°C和 410°C，外延终止温度分别为468°C和479°C，失重峰分别为449°C和458°C。说明先开环后 共聚的乳液FE-SCE-B交联密度和热稳定性较开环共聚同时进行的乳液FE-SCE-A好，约高 10°C，这是因为含硅氧键（-Si-Ο-)越多，共聚物耐热温度高。 3、粒径分析：乳胶粒径对乳液稳定性和成膜性等影响很大。较小粒径有利于提 高颜料润湿分散性、贮存稳定性、涂层光泽、附着力、耐水性、耐候性和装饰性等综合性能。 图3、图4为本专利技术制备的两种乳液的粒径图。从图3、4可以看出，FE-SCE-A平均粒径为 158nm，FE-SCE-B 的平均粒径为 141nm。 4、乳胶形态表征：图5为专利技术制备的超支化无皂硅丙乳液的透射电镜TEM，其中 a-FE-SCE-A，b-FE-SCE-B。从图 5 中可以看出，FE-SCE _A 和 FE-SCE -B 外观均为 实心球体，内外密度较均匀，边缘线清晰，平均粒径158 nm和141nm，说明乳液稳定性良好。 图6为专利技术制备的超支化无皂硅丙乳液干燥成膜后的扫描电镜SEM。从图6可以看出，树脂 成膜性好，表面均勻。 5、漆膜形态表征：用扫描电镜SEM漆膜表面形貌进行表征。图6为以专利技术制备的 超支化无皂硅丙乳液为干燥成膜后形成的乳胶膜的扫描电镜图。图7是用超支化无皂硅丙 乳液为成膜物制成白色内墙涂料干燥成膜后的扫描电镜图，可以看出，漆膜颗粒小且均匀， 平均细度在5 u m以下，结构紧致，涂层细腻，装饰性佳。 6本文档来自技高网...
【技术保护点】
超支化无皂硅丙乳液的制备方法，是以四甲基四乙烯基环硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷为有机硅单体，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体， K2S2O8‑NaHSO3为氧化还原引发剂，在去离子水中进行乳液聚合反应，熟化，冷却，过滤，得到泛有蓝色乳光的无皂硅丙乳液；所述各原料按以下重量份进行配比：四甲基四乙烯基环硅氧烷15~25份，乙烯基三甲氧基硅烷2~6份，甲基丙烯酸甲酯50~70份，甲基丙烯酸5~12份，烯丙基羟乙基醚5~15份，K2S2O80.1~1份，NaHSO30.1~0.5份，去离子水80~120份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕维华，伍家卫，唐蓉萍，何小荣，杨兴锴，尚秀丽，周艳青，吕江平，甘黎明，王有朋，
申请(专利权)人：兰州石化职业技术学院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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