一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯‑丙烯酸酯纳米核壳乳液及其制备方法和应用，属于水性涂料技术领域。本发明专利技术提供的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯‑丙烯酸酯纳米核壳乳液，由包括以下重量份数的制备原料制备得到：氟改性硅溶胶50～90份；苯乙烯40～50份；丙烯酸类单体40～50份；引发剂4～6份；乳化剂10～20份；核层单体预乳化液5～10份；壳层单体预乳化液5～10份；pH调节剂1～5份；荧光增白剂10～20份；氧化石墨烯20～30份；水30～50份。本发明专利技术提供的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯‑丙烯酸酯纳米核壳乳液的硅含量高、耐水性和稳定性好。

Fluorine modified silica sol / polystyrene acrylate nano core shell emulsion and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液及其制备方法和应用
本专利技术涉及水性涂料
，具体涉及一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
丙烯酸乳液通常由丙烯酸单体、醋酸乙烯和苯乙烯等单体在乳化剂存在下经乳液聚合形成。传统的丙烯酸乳液存在耐水性不佳的缺点，尤其是用于涂装时，丙烯酸乳液中残留的乳化剂会导致丙烯酸乳液涂膜的耐水性不理想，不能满足人们的使用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液及其制备方法和应用，本专利技术提供的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液耐水性好、附着力强且光泽度高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，由包括以下重量份数的制备原料制备得到：氟改性硅溶胶50～90份；苯乙烯40～50份；丙烯酸类单体40～50份；引发剂4～6份；乳化剂10～20份；核层单体预乳化液5～10份；壳层单体预乳化液5～10份；pH调节剂1～5份；荧光增白剂10～20份；氧化石墨烯20～30份；水30～50份。优选的，所述氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液中固体颗粒的粒度为60～80nm。优选的，所述氟改性硅溶胶的制备原料包括硅溶胶、氟烯类单体和引发剂；所述硅溶胶、氟烯类单体和引发剂的质量比为(5～8)：(6～7)：(1～3)。优选的，所述氟烯类单体包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丁酯、丙烯酸八氟戊酯和甲基丙烯酸八氟戊酯中的一种或几种。优选的，所述氟改性硅溶胶的制备方法，包括以下步骤：将硅溶胶、引发剂和氟烯类单体混合，进行改性处理，得到氟改性硅溶胶。优选的，所述改性处理的温度为85～90℃，时间为2～3h。优选的，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异冰酯中的一种或几种；所述引发剂包括偶氮二异丁氰、过硫酸铵和硫代硫酸钠中的一种或几种；所述乳化剂包括烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵和烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠山梨酸醇脂肪酸酯和丙二醇脂肪酸酯中的至少两种；所述的pH调节剂包括碳酸钠、氨水和氢氧化钠中的一种或几种。本专利技术提供了上述技术方案所述氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液的制备方法，包括以下步骤：在保护气氛下，将氟改性硅溶胶、部分苯乙烯、部分丙烯酸类单体、部分引发剂、乳化剂、核层单体预乳化液和水混合，进行原位聚合反应，得到种子乳液；将所述种子乳液、壳层单体预乳化液、剩余苯乙烯、剩余丙烯酸类单体、pH调节剂、剩余引发剂、荧光增白剂和氧化石墨烯混合，进行壳层聚合反应，得到氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液；所述部分苯乙烯和剩余苯乙烯的质量比为(1.5～2.5)：1；所述部分丙烯酸类单体和剩余丙烯酸类单体的质量比为1：(1.5～3)；所述部分引发剂和剩余引发剂的质量比为(4～5)：(5～6)。优选的，所述原位聚合反应的温度为75～80℃，时间为2～3h；所述壳层聚合反应的温度为80～90℃，时间为1～2h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液或上述技术方案所述制备方法制备得到的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液作为水性涂料应用于金属防护。本专利技术提供了一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，由包括以下重量份数的制备原料制备得到：氟改性硅溶胶50～90份；苯乙烯40～50份；丙烯酸类单体40～50份；引发剂4～6份；乳化剂10～20份；核层单体预乳化液5～10份；壳层单体预乳化液5～10份；pH调节剂1～5份；荧光增白剂10～20份；氧化石墨烯20～30份；水30～50份。本专利技术提供的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液的核壳包覆性和稳定性好，氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液的涂膜具有高透明性、耐水性好、硬度高和附着力强等性能，同时具有良好的耐沾污性、耐热性、耐酸碱性，且环保难燃。如本专利技术实施例结果所示，本专利技术提供的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液中固体颗粒的粒度为60～80nm，在70℃热水中的耐水性为2.5～3h。本专利技术提供了所述氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，由包括以下重量份数的制备原料制备得到：氟改性硅溶胶50～90份；苯乙烯40～50份；丙烯酸类单体40～50份；引发剂4～6份；乳化剂10～20份；核层单体预乳化液5～10份；壳层单体预乳化液5～10份；pH调节剂1～5份；荧光增白剂10～20份；氧化石墨烯20～30份水30～50份。在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。在本专利技术中，按重量份数计，制备所述氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液的原料包括氟改性硅溶胶50～90份，优选为50～80份，更优选为60份或70份。在本专利技术中，所述氟改性硅溶胶的制备原料优选包括硅溶胶、氟烯类单体和引发剂。在本专利技术中，所述硅溶胶的平均粒径优选为10～30nm，更优选为10～25nm，最优选为15～20nm；所述硅溶胶的pH值优选为9～10；以二氧化硅计，所述硅溶胶的质量百分含量优选为30～50％，更优选为35～50％，最优选为40～45％。在本专利技术中，所述氟烯类单体优选包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丁酯、丙烯酸八氟戊酯和甲基丙烯酸八氟戊酯中的一种或几种，更优选包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丁酯、丙烯酸八氟戊酯或甲基丙烯酸八氟戊酯。在本专利技术中，所述引发剂优选包括偶氮二异丁氰、过硫酸铵和硫代硫酸钠中的一种或几种，更优选为偶氮二异丁氰。在本专利技术中，所述硅溶胶、氟烯类单体和引发剂的质量比优选为(5～8)：(6～7)：(1～3)，更优选为(5.5～7.5)：(6.5～7)：(1～2)在本专利技术中，所述氟改性硅溶胶的制备方法，优选包括以下步骤：将硅溶胶、引发剂和氟烯类单体混合，进行改性处理，得到氟改性硅溶胶。在本专利技术中，所述硅溶胶、引发剂和氟烯类单体混合的方式优选为搅拌混合，本专利技术对于所述搅拌的速度没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌速度即可。在本专利技术中，所述硅溶胶、引发剂和氟烯类单体混合的顺序优选为将硅溶胶和部分引发剂进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，包括以下重量份数的制备原料：/n氟改性硅溶胶50～90份；/n苯乙烯40～50份；/n丙烯酸类单体40～50份；/n引发剂4～6份；/n乳化剂10～20份；/n核层单体预乳化液5～10份；/n壳层单体预乳化液5～10份；/npH调节剂1～5份；/n荧光增白剂10～20份；/n氧化石墨烯20～30份；/n水30～50份。/n

【技术特征摘要】
1.一种氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，包括以下重量份数的制备原料：
氟改性硅溶胶50～90份；
苯乙烯40～50份；
丙烯酸类单体40～50份；
引发剂4～6份；
乳化剂10～20份；
核层单体预乳化液5～10份；
壳层单体预乳化液5～10份；
pH调节剂1～5份；
荧光增白剂10～20份；
氧化石墨烯20～30份；
水30～50份。


2.根据权利要求1所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液中固体颗粒的粒度为60～80nm。


3.根据权利要求1或2所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述氟改性硅溶胶的制备原料包括硅溶胶、氟烯类单体和引发剂；所述硅溶胶、氟烯类单体和引发剂的质量比为(5～8)：(6～7)：(1～3)。


4.根据权利要求3所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述氟烯类单体包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丁酯、丙烯酸八氟戊酯和甲基丙烯酸八氟戊酯中的一种或几种。


5.根据权利要求3所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述氟改性硅溶胶的制备方法，包括以下步骤：将硅溶胶、引发剂和氟烯类单体混合，进行改性处理，得到氟改性硅溶胶。


6.根据权利要求5所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述改性处理的温度为85～90℃，时间为2～3h。


7.根据权利要求1或2所述的氟改性硅溶胶/聚苯乙烯-丙烯酸酯纳米核壳乳液，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪芹，陈明，张天，
申请(专利权)人：佛山市新量子环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44