[发明专利]丙烯酸有机硅共聚乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸有机硅共聚乳液及其制备的方法，该乳液主要应用于建筑涂料、弹性涂料、防火涂料、保温涂料等高性能涂料领域，它是一种具有优异的耐水性、耐沾污性、耐候性、耐温变性和与颜填料结合的致密性及与基材的附着力等高性价比丙烯酸有机硅共聚乳液。

技术背景

乳液聚合技术起始于上世纪早期，于２０年代末期就已有和目前生产配方类似的乳液聚合专利出现。第二次世界大战期间，由于各参战国对合成橡胶需求量剧增，激发了人们对乳液聚合理论与技术的研究和开发，取得了较大进展。乳液聚合较完善的定义可认为是：乳液聚合是在水或其它液体作为介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合而生产高聚物的一种聚合方法。

丙烯酸酯树脂是指烯烃类单体的均聚物、共聚物以及与其它乙烯基类单体的各种共聚物。与其它高分子树脂相比，丙烯酸酯树脂有很好的耐候性和保光性，对基材粘附力好，并且成膜性优异，但是由于丙烯酸酯本身结构特点决定了丙烯酸酯树脂耐去离子水性较差，同时热塑性丙烯酸酯树脂耐高温性差，易高温返粘、粘尘，而低温时又缺乏弹性，涂膜发脆。

有机硅树脂单体兼有有机树脂与无机材料的特点，具有很好的耐热性、耐候性、保光性、耐水性、抗粉化性和抗紫外光等性能，缺点是不能常温自干，成膜性差，对基材粘附力不好。

发明内容

本发明的目的是针对现有丙烯酸酯类乳液的不足之处，并结合现行环保及节能减排的政策，提供一种既符合树脂发展趋势，又能提供高性价比的丙烯酸有机硅共聚乳液及其制备方法。

本发明的技术方案： 

一种丙烯酸有机硅共聚乳液，包括下列重量份的组份：烯烃类单体40~50，烯烃类有机硅单体1~8，乳化剂1~8，缓冲剂0.3~1.0 ，引发剂0.5~1.0，氧化-还原剂0.5~1.0，去离子水40~57， PH调节剂0.5~1.0。

上述方案中还包括消泡剂0.1~0.5重量份，杀菌剂0.1~0.5重量份。

其中所述烯烃类单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯的一种或几种；所述烯烃类有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种；所述乳化剂为脂肪醇醚磺基琥珀酸酯钠盐、烷醇聚氧乙烯醚、烯丙基羟基磺酸盐、甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠、磺基琥珀酸二环己酯钠盐、聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或几种；所述的缓冲剂为磷酸氢二钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种；所述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或几种；所述的氧化-还原剂中的作氧化剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化氢或双氧去离子水，还原剂为亚硫酸钠、维生素C或FF6，按照其氧化-还原反应的比例组成；所述的PH调节剂为AMP-95或AP-95型调节剂、氨去离子水中的一种或几种；所述的消泡剂为矿物油类消泡剂；所述的杀菌剂为BIT-20型杀菌剂。所述消泡剂为优选681F型消泡剂。

按照前述丙烯酸有机硅共聚乳液的制备方法包括。

首先物料的配制：

核层预乳化液的配制，向预乳化罐中加入7~10重量份的去离子水，开启搅拌，依次添加0.5~2重量份的乳化剂、0.1~0.3重量份的缓冲剂，搅拌、混合5~10分钟，再添加16~20重量份的烯烃类单体，并调整转速到100~200rpm,高速分散乳化20~30分钟，制得核层预乳化液备用；

壳层预乳化液的配制，向预乳化罐中加入15~20重量份的去离子水，开启搅拌，依次添加1~3重量份的乳化剂、0.2~0.7重量份的缓冲剂，搅拌、混合5~10分钟，再添加24~30重量份的烯烃类单体，2~8重量份的烯烃类有机硅单体，并调整转速到150~250rpm,高速分散乳化20~30分钟，制得壳层预乳化液，备用；

引发剂溶液的配制，向引发剂罐中添加1~3重量份的去离子水，然后加入引发剂总量的40~60%，开启搅拌，配置成引发剂溶液C；并用0.5-1重量份的去离子水把剩余的引发剂溶解好，配置成溶液D，备用； 

氧化剂和还原剂溶液的配制，向氧化剂罐和还原剂罐中各添加1~2重量份去离子水，然后向氧化剂罐中添加0.3~0.6重量份的氧化剂，向还原剂罐中添加0.2~0.4重量份的还原剂，并均开启搅拌5~15min,溶解好备用；

其反应步骤包括：