一种抗污、耐水硅丙乳液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗污、耐水硅丙乳液及其制备方法，所述硅丙乳液由如下重量份的原料组成：反应型阴离子乳化剂2～4份、反应型非离子乳化剂1.8～3.1份、pH缓冲剂0.2～0.4份、无机过氧类引发剂1.5～2.3份、氧化引发剂0.6～0.8份、还原引发剂0.55～0.6份、甲基丙烯酸甲酯单体7～10份、丙烯酸正丁酯单体68～72份、有机硅氧烷单体20～25份、低分子醇1.2～1.5份、叔丁基过氧化氢0.06～0.08份、雕白粉0.06～0.08份、去离子水126～130份；本发明专利技术硅丙乳液抗污、耐水性能优异，有机硅单体含量高于20％，并且聚合过程稳定可控，乳液粒径小，储存稳定性佳。

Anti pollution and water resistant silicone acrylate emulsion and preparation method thereof

The invention provides an anti fouling and water resistant silicone acrylic emulsion and a preparation method thereof. The silicone acrylic emulsion is composed of raw materials with the weight as follows: reactive anionic emulsifier 2~4 parts, reactive nonionic emulsifier 1.8 to 3.1 parts, pH buffer 0.2 to 0.4 parts, inorganic peroxide initiator 1.5 to 2.3 parts, and oxidizing initiator 0.6 to 0.8 parts. The reduction initiator is 0.55 to 0.6 parts, methyl methacrylate monomer 7~10 parts, butyl acrylate monomer 68~72 parts, organosiloxane monomer 20~25 parts, low molecular alcohol 1.2 to 1.5 parts, tert butyl hydrogen peroxide 0.06 ~ 0.08 parts, carved white powder 0.06 ~ 0.08 parts, deionized water 0.08 parts. The performance is excellent, the content of silicone monomer is higher than 20%, and the polymerization process is stable and controllable, the emulsion particle size is small, and storage stability is good.

【技术实现步骤摘要】
一种抗污、耐水硅丙乳液及其制备方法(一)
本专利技术涉及硅丙乳液及其制备方法，具体涉及一种具有抗污、耐水性能的可适用于水性涂料、油墨体系的高硅含量的硅丙乳液(聚甲基丙烯酸酯乳液)及其制备方法。(二)
技术介绍
聚(甲基)丙烯酸酯乳液是指丙烯酸酯类(甲基丙烯酸酯类)单体与其他乙烯基酯类单体通过乳液聚合得到的产物。采用聚(甲基)丙烯酸酯乳液为主体树脂的涂料、油墨具有诸多优良性能，如耐光性、耐油性、耐候性、对极性和非极性表面均具有较好的附着性等。随着社会进步以及生活水平的提高，人们对于漆膜的外观以及内在质量的要求也逐步提升。丙烯酸酯乳液也向环保、耐久、多功能性方向发展。近阶段对于丙烯酸酯乳液的研究主要集中在两个方面：(1)从合成工艺的角度出发，通过改变合成丙烯酸酯乳液的聚合方法及工艺，提高乳液的性能，从而满足对于丙烯酸酯乳胶漆的要求。如本公司利用丙烯酸正丁酯在乳液聚合过程中易发生支化反应的特点，在不引入外加交联试剂和多官能度单体的情况下，通过适当提高反应温度(82～85℃)、高浓度引发剂的滴加、以及单体的缓慢滴加等策略，提高单体的瞬时转化率，从而提高聚合物自由基与单体的瞬时比例，促进聚合物分子链间链转移的发生，从而形成具有长支链支化、内交联结构的微凝胶乳液。(见专利技术专利：聚丙烯酸酯乳液微凝胶及其制备方法，专利授权号：ZL201510108457.9)(2)从聚合物分子结构出发，深入研究聚合物分子结构与乳液性能的关系，通过引入硅等元素，改变聚合物的分子结构，以提高漆膜的性能。最常见的方式就是将含有活性基团或者功能基团的有机硅单体(或低聚物)与(甲基)丙烯酸酯类单体共同参与聚合反应，改性聚(甲基)丙烯酸酯乳液，使其既具有聚(甲基)丙烯酸酯树脂的特点，又具有硅树脂抗污、耐水、低表面张力、抗高低温性等特点。目前，从国内外研究现状来看，含硅乳液的发展仍存在着不少问题。一方面，有机硅单体容易发生水解缩合反应，这会严重影响乳液聚合反应的稳定进行。另一方面，大部分有机硅单体和(甲基)丙烯酸酯在分子结构和极性上存在巨大差距，这会导致树脂因相容性问题而出现不同程度的相分离，因此共聚有机硅单体的选择就比较困难。特别是合成具有高硅含量(有机硅单体含量高于20％)的乳液树脂，至今对业界仍是一项不小的挑战。(三)
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术旨在提供一种具有抗污、耐水性能的有机硅单体含量高于20％的硅丙乳液及其制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种抗污、耐水硅丙乳液，由如下重量份的原料组成：反应型阴离子乳化剂2～4份、反应型非离子乳化剂1.8～3.1份、pH缓冲剂0.2～0.4份、无机过氧类引发剂1.5～2.3份、氧化引发剂0.6～0.8份、还原引发剂0.55～0.6份、甲基丙烯酸甲酯单体7～10份、丙烯酸正丁酯单体68～72份、有机硅氧烷单体20～25份、低分子醇1.2～1.5份、叔丁基过氧化氢0.06～0.08份、雕白粉0.06～0.08份、去离子水126～130份。所述反应型阴离子乳化剂选自SE-10N(ADEKA公司)、SE-1025A(ADEKA公司)中的任意一种或两者以任意比例的混合物，优选SE-1025A(ADEKA公司)。所述反应型非离子乳化剂选自ER-10(ADEKA公司)、ER-20(ADEKA公司)、ER-30(ADEKA公司)、ER-40(ADEKA公司)、NE-10(ADEKA公司)、NE-20(ADEKA公司)、NE-30(ADEKA公司)中的任意一种或两种以上任意比例的混合物，优选NE-10(ADEKA公司)。所述pH缓冲剂选自碳酸氢钠、碳酸钠中的任意一种，优选碳酸氢钠。所述无机过氧类引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任意一种，优选过硫酸钠。所述氧化引发剂选自过氧化氢类引发剂、过氧化二烷基类引发剂、过氧化二酰基类引发剂中的任意一种，所述过氧化氢类引发剂例如过氧化氢、异丙苯过氧化氢，所述过氧化二烷基类引发剂例如过氧化二异苯丙，所述过氧化二酰基类引发剂例如过氧化二苯甲酰，特别优选异丙苯过氧化氢。所述还原引发剂选自叔胺类引发剂、硫醇类引发剂、有机金属化合物类引发剂中的任意一种，所述叔胺类引发剂例如N,N-二甲基甲苯胺，所述硫醇类引发剂例如甲硫醇、乙硫醇，所述有机金属化合物类引发剂例如三乙基铝、三乙基硼，特别优选N,N-二甲基甲苯胺。所述有机硅氧烷单体特别优选为乙烯基三异丙氧基硅烷(AC-76)。所述低分子醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种或两种以上任意比例的混合物，优选异丙醇。本专利技术所述抗污、耐水硅丙乳液的制备方法为：(1)将5重量份丙烯酸正丁酯单体、20～25重量份有机硅氧烷单体、7～10重量份甲基丙烯酸甲酯单体、0.6～0.8重量份氧化引发剂、0.55～0.6重量份还原引发剂、1～2重量份反应型非离子乳化剂混合，并在200～250rpm的搅速下搅拌溶解，得到壳层单体滴加相；(2)将2～4重量份反应型阴离子乳化剂、0.8～1.1重量份反应型非离子乳化剂、5重量份丙烯酸正丁酯单体加到102～106重量份去离子水中，在400～750rpm的搅速下搅拌并升温至86～88℃，降低搅速至150～250rpm，加入4.3重量份无机过氧类引发剂水溶液，待反应体系出现明显蓝光后，同时滴加58～62重量份丙烯酸正丁酯单体和11.2～12重量份无机过氧类引发剂水溶液，两者同时滴完，滴加时间在5～7h，之后将反应体系温度降至63～68℃，加入1.2～1.5重量份低分子醇，接着同时滴加步骤(1)制备的壳层单体滴加相和6.2～6.4重量份pH缓冲剂水溶液，所述壳层单体滴加相的滴加时间在2～3h，所述pH缓冲剂水溶液的滴加速度以维持反应体系pH值在5.5～7.5为准进行调节，所述反应体系pH值每隔20min测一次，当壳层单体滴加相和pH缓冲剂溶液滴加完毕后，保温搅拌1～1.5h，加入2.06～2.08重量份叔丁基过氧化氢水溶液，保温搅拌10～20min，加入2.06～2.08重量份雕白粉水溶液，保温搅拌10～20min，最后降至室温(20～30℃)出料，即得所述硅丙乳液；所述4.3重量份无机过氧类引发剂水溶液由0.3重量份无机过氧类引发剂溶解于4重量份去离子水中得到；所述11.2～12重量份无机过氧类引发剂水溶液由1.2～2重量份无机过氧类引发剂溶解于10重量份去离子水中得到；所述6.2～6.4重量份pH缓冲剂水溶液由0.2～0.4重量份pH缓冲剂溶解于6重量份去离子水中得到；所述2.06～2.08重量份叔丁基过氧化氢水溶液由0.06～0.08重量份叔丁基过氧化氢溶解于2重量份去离子水中得到；所述2.06～2.08重量份雕白粉水溶液由0.06～0.08重量份雕白粉溶解于2重量份去离子水中得到。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、与本公司具有独特的“内交联核-外线型壳”结构的聚丙烯酸酯乳液微凝胶专利产品(见专利技术专利：聚丙烯酸酯乳液微凝胶及其制备方法，专利授权号：ZL201510108457.9)相比，本专利技术在壳层引入了有机硅氧烷单体，将线型壳层替换为含硅壳层，制备出了具有“内交联核-含硅壳层”独特结构的乳胶粒子。硅元素的引入及含硅壳层在乳液成膜烘干过程中的水解交联，使得本专利技术硅丙乳液具有更高的凝胶量，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗污、耐水硅丙乳液，其特征在于，由如下重量份的原料组成：反应型阴离子乳化剂2～4份、反应型非离子乳化剂1.8～3.1份、pH缓冲剂0.2～0.4份、无机过氧类引发剂1.5～2.3份、氧化引发剂0.6～0.8份、还原引发剂0.55～0.6份、甲基丙烯酸甲酯单体7～10份、丙烯酸正丁酯单体68～72份、有机硅氧烷单体20～25份、低分子醇1.2～1.5份、叔丁基过氧化氢0.06～0.08份、雕白粉0.06～0.08份、去离子水126～130份。

【技术特征摘要】
1.一种抗污、耐水硅丙乳液，其特征在于，由如下重量份的原料组成：反应型阴离子乳化剂2～4份、反应型非离子乳化剂1.8～3.1份、pH缓冲剂0.2～0.4份、无机过氧类引发剂1.5～2.3份、氧化引发剂0.6～0.8份、还原引发剂0.55～0.6份、甲基丙烯酸甲酯单体7～10份、丙烯酸正丁酯单体68～72份、有机硅氧烷单体20～25份、低分子醇1.2～1.5份、叔丁基过氧化氢0.06～0.08份、雕白粉0.06～0.08份、去离子水126～130份。2.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述反应型阴离子乳化剂选自SE-10N、SE-1025A中的任意一种或两者以任意比例的混合物。3.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述反应型非离子乳化剂选自ER-10、ER-20、ER-30、ER-40、NE-10、NE-20、NE-30中的任意一种或两种以上任意比例的混合物。4.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述pH缓冲剂选自碳酸氢钠、碳酸钠中的任意一种。5.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述无机过氧类引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任意一种。6.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述氧化引发剂选自过氧化氢类引发剂、过氧化二烷基类引发剂、过氧化二酰基类引发剂中的任意一种。7.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述还原引发剂选自叔胺类引发剂、硫醇类引发剂、有机金属化合物类引发剂中的任意一种。8.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述有机硅氧烷单体为乙烯基三异丙氧基硅烷。9.如权利要求1所述的硅丙乳液，其特征在于，所述低分子醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种或两种以上任意比例的混合物。10.如权利要求1所述的硅丙乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：(1)将5重量份丙烯酸正丁酯单体、20～25重量份有机硅氧烷单体、7～10重量份甲基丙烯酸甲酯单体、0.6～0.8重量份氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：许华君，许少宏，罗英武，
申请(专利权)人：杭州海维特化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33