单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法。所述制备方法以活性有机硅封端聚环氧丙烷（ＳＰＰＯ）为原料，以聚醚改性的聚硅氧烷为保护胶体，在复合乳化剂存在下，通过相反转乳化工艺制得具有较好贮存稳定性和冻融稳定性的水性ＳＰＰＯ乳液。该制备方法设备投资少、工艺简单、操作容易、生产成本低，并且所得ＳＰＰＯ乳液可作为生产环境友好水型聚合物产品如涂料、黏合剂、密封剂等的基本原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子和精细化工
，具体涉及一种单组分自 交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法。
技术介绍
作为密封材料的基础聚合物，近年来活性有机硅封端聚环氧丙烷(SPP0)得到了快速发展，德国的Henkel、Degussa公司和美国的WUco、 Crompton等/>司都开发了以SPP0为基础聚合物的密封胶，其应用领 域也从最早的建筑行业扩展到了汽车等其它领域。但目前在国内有关 SPPO的发展緩慢，相关研发类文献报道不多，也未见有与之相关的专 利报道。作为一种重要的基础聚合物，SPP0的水性化不但可以减少环境污 染，还可以方便地添加各种助剂以降低成本和简化生产工艺，并可以 由现在的建筑、汽车等工业领域扩展到家庭装修、装饰等民用领域。但SPP0分子疏水性极强，并含有对水极为敏感的可水解交联的活 性硅烷氧基端基，其水性化难度极大，目前还没有见到相关的SPP0 水性化报道。因此，制备出性能优异的SPP0水乳液，可以大大拓宽SPP0的应用领域，具有重要的实践意义和很大的商业价值。直接乳化法和相反转乳化法可以在不改变分子结构的情况下把高 分子乳化成水乳液。其中直接乳化法往往需要使用大量的表面活性剂 和长时间的强力搅拌，而且只有具备特殊性质的高分子才能被直接乳 化，因此其应用范围有限。与直接乳化法相比，相反转乳化法无需强 力搅拌就可以将许多高分子直接乳化成水乳液，而且所得乳液的乳胶 粒粒径小，稳定性好。
技术实现思路
本专利技术涉及单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制 备方法。所述单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液产品符合 环境要求，具有成本低、不燃和使用安全等优点，可作为生产环境友 好水性聚合物产品如涂料、黏合剂、密封剂的基本原料。所述制备方 法釆取相反转乳化工艺，无需使用大量表面活性剂和进行长时间的强 力搅拌，生产工艺简单。具体地，本专利技术提供一种单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙 烷乳液，其包含在水中分散的活性有机硅封端聚环氧丙烷和复合乳化 剂以及任选的亲油性助溶剂和保护胶体，其中所述活性有机硅封端聚环氧丙烷的重均分子量为1500-150000，优选2000-100000，最优选 3000-80000，其具有以下示意性通式Rz S CH， &5 _ R2n(R'0)3管nSiR3N'-O ~fcH2CHO )~ G—O ~(CH2CH0 )~(~ G"(oCHCH2—0—G - NR3Si(OR')3-n \ x J m\ y L x m I^ m y m ir4其中，n为0或l，m为0-10的整数，x为l-50的整数，y为15-2000的整数，Ri为曱基或乙基，W为甲基或乙基，W为亚甲基或-(CH2)3-，o oR4为H或苯基，R5为甲基或/和H, G为一NH'"其中R6为-(cH丄一、在本专利技术中，所述活性有机硅封端聚环氧丙烷可以按照例如u. s.Patent Nos. 5， 300， 608; 3, 971, 751; 4, 374, 237; 6, 803, 412; 5， 986， 014和6,420,492中公开的一般方法制备。本专利技术的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的固含量 最高可达80wt。/fl，优选在45-70wt。/。之间。本专利技术的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的乳胶粒 净立^圣小于10nm，优选为2-8(am。因此，本专利技术的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液产 品的固含量高，乳胶粒粒径小，由此具有很好的贮存稳定性和冻融稳7定性，其中对于贮存稳定性而言，其在室温下可稳定贮存150天以上， 和在501C下可稳定li存50天以上。本专利技术还提供所述单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液 的制备方法，该方法利用相反转乳化工艺进行，包括如下步骤a. 向反应器中加入活性有机硅封端聚环氧丙烷和复合乳化剂，任 选还加入亲油性助溶剂和保护胶体，充分搅拌混合；b. 向混合体系中滴加水，继续搅拌混合；和c. 滴加完毕后继续搅拌一段时间，从而得到单组分自交联活性有 机硅封端聚环氧丙烷乳液。更具体地，本专利技术的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳 液是通过相反转乳化工艺制备的，具体包括如下步骤向反应器中加入SPPO和复合乳化剂，任选还加入亲油性助溶剂和 保护胶体，在0-90X:，优选5-50iC，最优选10-401C下，充分搅拌混 合10-240分钟，优选30-120分钟，最优选30-100分钟；向混合体系中匀速滴加水，搅拌速率控制在50-3000rpm，优选 100-2000rpm,最优选200-1500rpm;和滴加完毕后继续搅拌10-240分钟，优选20-180分钟，最优选 30-120分钟，最后得到SPPO乳液。按照本专利技术的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的制 备方法，其中以IOO份所述活性有机硅封端聚环氧丙烷计，所述复合 乳化剂的用量为2-20份，优选4-16份，最优选4-14份，亲油性助溶 剂的用量为0-30份，优选0-25份，最优选0-20份，保护胶体的用量 为0-10份，优选0-8份，最优选0-6份，和水的用量为20-200份， 优选30-150份，最优选40-120份，所有份数均以重量份计。更具体地，按照本专利技术，制备单组分自交联活性有机硅封端聚环 氧丙烷乳液的原料包括活性有机硅封端聚环氧丙烷(SPPO)、复合乳化剂、亲油性助溶剂、保护胶体和水五种组分，其中亲水性助溶剂和保 护胶体为任选组分。按照本专利技术，所述SPPO的重均分子量为1000-100000，优选81500-90000，最优选2000-80000，该SPP0以硅烷氧基作为活性端基， 硅烷氧基上烷氧基的数目为2和3，和烷氧基优选甲氧基和乙氧基。按照本专利技术，所述复合乳化剂为非离子表面活性剂和阴离子表面 活性剂的复配物或非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的复配物， 和在所述复合乳化剂中，所述非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂 或所述非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的重量比均为0. 5-10， 优选1-7. 5，最优选l-5。具体地，所述非离子表面活性剂选自如下物质脂肪酸甘油酯， 如脂肪酸单甘油酯等；失水山梨醇脂肪酸酯，如山梨醇单棕榈酸酯 (Span-40)等；聚山梨醇酯，如聚氧乙烯(20)失水山梨醇单棕榈酸酯 (Tween-40)等；聚氧乙烯脂肪酸酯，如聚氧乙烯(40)硬脂酸酯等；和 聚氧乙烯醚，如壬基酚聚氧乙烯醚(OP-IO)、壬基酚聚氧乙烯醚(0P-3) 等。具体地，所述阴离子表面活性剂选自如下物质烷基硫酸盐，如 十二烷基硫酸钠(SDS)等；烷基苯磺酸盐，如十二烷基笨磺酸钠(SDBS) 等；和烷基联苯醚二磺酸盐，如十二烷基联苯醚二磺酸钠(SDD)等。具体地，所述阳离子表面活性剂为季铵盐类表面活性剂，具体实 例如十二烷基三甲基氯化铵、脂肪酰胺基二曱基二羟基二丙基季铵磷 酸三酯三氯化物等。按照本专利技术，所述亲油性助溶剂为烷烃、环烷烃、芳香烃、或醚 及其衍生物，具体实例如正己烷、环己烷或甲苯等。按照本专利技术，所述保护胶体是聚醚改性的聚硅氧烷，具体为含有 聚醚侧链的梳型聚硅氧烷，其中侧链聚醚优选聚环氧乙烷和环氧乙烷 与环氧丙烷的共聚物，其示意性通式如下I 丄 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液，其包含在水中分散的活性有机硅封端聚环氧丙烷和复合乳化剂以及任选的亲油性助溶剂和保护胶体，其中所述活性有机硅封端聚环氧丙烷的重均分子量为１５００－１５００００，优选２０００－１０００００，最优选３０００－８００００，其具有以下示意性通式：　（Ｒ↑［１］Ｏ）↓［３－ｎ］＊Ｒ↑［３］＊－Ｇ－［－Ｏ－（－ＣＨ↓［２］＊ＨＯ－）↓［ｘ］－Ｇ－］↓［ｍ］－Ｏ－（－ＣＨ↓［２］＊ＨＯ－）↓［ｙ］－［－Ｇ－（－Ｏ＊ＨＣＨ↓［２］－）↓［ｘ］ －Ｏ－］↓［ｍ］－Ｇ－＊Ｒ↑［３］＊（ＯＲ↑［１］）↓［３－ｎ］　其中，ｎ为０或１，ｍ为０－１０的整数，ｘ为１－５０的整数，ｙ为１５－２０００的整数，Ｒ↑［１］为甲基或乙基，Ｒ↑［２］为甲基或乙基，Ｒ↑［３］为亚甲基或－（ＣＨ↓［２］ ）↓［３］－，Ｒ↑［４］为Ｈ或苯基，Ｒ↑［５］为甲基或／和Ｈ，Ｇ为＊ＮＨＲ↑［６］ＮＨ＊，其中Ｒ↑［６］为－（ＣＨ↓［２］）↓［６］－、＊＊＊和／或＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：TF利姆，侯昭升，阚成友，李泽平，谢伟，张勇，
申请(专利权)人：汉高股份两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]