[发明专利]一种石墨烯改性水性硅丙多功能乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性水性硅丙多功能乳液及其制备方法，按重量份计,其组成为：丙烯酸酯硬单体5.0～10.0份、丙烯酸酯软单体3.0～6.0份、苯乙烯3.0～6.0份、二羟甲基丙酸2.5～4.5份、有机硅10.0～15.0份、多异氰酸酯5.0～8.0份、特种石墨烯1.5～2.5份、丙烯酸羟乙酯1.5～2.5份、过硫酸铵0.1～0.2份、二月桂酸二丁基锡0.03～0.06份、中和剂2.5～5.0份、去离子水45.0～62.0份；本发明制得的石墨烯改性水性硅丙多功能乳液具有良好的防腐蚀性、表面张力低、导电性能好、抗静电能力强、耐盐雾性好、施工简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种改性水性硅丙乳液的制备方法，尤其涉及到一种石墨烯改性水性硅丙多功能乳液及其制备方法，属于合成树脂技术领域。

背景技术

丙烯酸酯乳液来源广泛、成本低廉，具有成膜性好、强度高和粘结性强的特点，且热稳定性、光化学稳定性和抗氧化性好，因而被广泛应用于涂料、胶粘剂、印染、造纸、皮革等领域；但丙烯酸酯乳液具有耐水性、耐溶剂性差及低温变脆、高温发粘等缺点。

与聚丙烯酸酯相比，有机硅树脂是以硅氧烷键(Si-O-Si)为主键，其键能比碳碳键高，键长比碳碳键长，因而主链具有高度的柔顺性，其耐高、低温性能、紫外光老化性能特别优异；最显著的两个基本性能是高耐氧化性和低表面能，由于表面张力小，水及其它污物不易附着，所以有机硅树脂具有良好的防潮性、抗水和水汽性。

硅丙乳液既保留了丙烯酸酯聚合物和有机硅聚合物的优越性，又补充了它们各自的缺陷，据预测，有机硅改性丙烯酸酯涂料是近年来发展最快、最有开发前景，且还处于研究开发阶段的高性能涂料品种之一。目前已有不少聚硅氧烷-丙烯酸酯乳液达到实用价值，其理论研究也由宏观的聚合物共混，发展到亚微观的复合高分子乳液。

目前，国内在硅丙乳液聚合过程中一般使用低分子量乳化剂，聚合结束后仍然残存于乳液中。这种乳化剂通常是以物理吸附方式附着在聚合物粒子表面，与其环境达到热力学平衡，从而稳定聚合物粒子，而不直接参与聚合反应。当环境存在一定应力时，这种热力学平衡会被破坏，乳化剂分子就会发生解吸，结果引起聚合物粒子之间发生粘并，使聚合物胶乳的稳定性丧失。在胶乳成膜过程中，乳化剂是以小分子残留于聚合物固体之中，容易迁移到涂膜的表面，这在一定程度上导致涂层的耐水性和耐候性变差。

中国专利CN105218761A公开了一种水性硅丙乳液及其制备方法，其特征在于：配方中各为原料的质量份数如下：活性硅树脂250份、苯乙烯130～220份、丙烯酸异辛酯200～290份、去离子水262～264份、丙烯酰胺4份、乳化剂11份、保护胶5～7份、硅烷偶联剂2份、引发剂溶液44份、成膜助剂30～50份。其工艺步骤包括分散、乳化、成膜、过滤。

中国专利CN103614039A公开了一种硅丙乳液防水涂料，它是由下述重量份的原料组成的：SD528硅丙乳液75～80、10,10’-氧代双吩恶砒1～2、山梨醇2～3、聚丙烯酰胺1～2、硼酸1～2、硅酸钾钠2～3、苯酚1～2、大理石粉10～14、硬脂酸镉0.5～2、松香酸聚氧乙烯酯1～2、氯化石蜡0.5～1、粘结助剂6～10、去离子水7～20，本发明的防水涂料涂层柔韧性好，手感好，能遮蔽基层细小裂纹，有一定的装饰效果，防水性强，对基材的保护性好。

中国专利CN105367697A公开了一种核壳结构硅丙乳液及其制备方法，其由以下组分配制而成：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、可聚合环保乳化剂、引发剂、水、有机硅、氨水。采用无皂乳液聚合，选择的可聚合环保乳化剂，减少了硅丙乳液中的乳化剂杂质，大大提高了乳液的耐水性，另外，克服了丙烯酸酯聚合物耐水性差以及低温变脆、高温变粘失强的缺点。

随着国内涂料行业的不断发展和细化，市场对涂料的多功能化要求亦越来越突出，其中对于抗老化、耐水、耐酸碱腐蚀、阻燃等性能要求更高，而涂料的性能主要由成膜物质决定，上述发明防腐蚀性能不佳，为了满足各行业对涂料多功能的要求，生产表面张力低、防腐性能好、导电性能优良的水性乳液显得尤为必要。