[发明专利]一种二氧化硅/聚丙烯酸酯/聚硅氧烷复合乳液、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

一、硅溶胶改性：将去离子水和硅溶胶混合均匀后，加入硅烷偶联剂，在温度为50-65℃下且搅拌速率为200-400rpm搅拌3-6h，得到改性硅溶胶，所述的去离子水、硅溶胶与硅烷偶联剂的质量比为1-2：1-2：0.03-0.1；

二、二氧化硅/丙烯酸酯核壳结构乳液的制备：

① 将9-18质量份的去离子水和0.45-2.5质量份的乳化剂混合均匀后，接着在搅拌速率为300-600rpm下加入28-40质量份的丙烯酸类单体，接着继续搅拌10-30分钟形成预乳液一；

②将2.25-4.5质量份的去离子水和0.11-0.23质量份的乳化剂混合均匀后，接着在搅拌速率为300-600rpm下加入7-10质量份的丙烯酸类单体和1-3质量份的功能单体，接着继续搅拌10-30分钟形成预乳液二；所述的功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酸脲或者有机硅单体的中一种或两种以上任意比例组合，所述的有机硅单体为有机硅单体UM-1770、有机硅单体KH570；

③将3-6质量份的引发剂溶于3.3-6.6质量份的水中形成第一引发剂水溶液；将1-2质量份的引发剂溶于0.45-0.9质量份的去离子水中形成第二引发剂水溶液；

④将25-40质量份步骤一制备的改性硅溶胶、0.5-2质量份的碳酸氢钠和0.19-0.38质量份的乳化剂加入反应釜中，搅拌均匀后升温到80-85℃，同时加入步骤①制成的预乳液一总量的3-10%和步骤③制成的第二引发剂水溶液总量的3-10%，保温10-30min；然后滴入剩余的步骤①制成的预乳液一和步骤③制成的第一引发剂水溶液总量的80%，滴加时间为2-3小时，滴加完成后保温20-30分钟；

⑤接着滴加步骤②制成的预乳液二和剩余的步骤③制成的第一引发剂水溶液，滴加时间为1-1.5小时；

⑥滴加完成后保温1小时，接着冷却至30-40℃，并调节体系pH值至7-8，即制得二氧化硅/丙烯酸酯核壳结构乳液；

三、二氧化硅/丙烯酸酯/聚硅氧烷复合乳液的制备：在室温下，将有机硅乳液滴入步骤二制备的二氧化硅/丙烯酸酯核壳结构乳液中，在温度25-90℃之间反应3-12h，即得二氧化硅/丙烯酸酯/聚硅氧烷复合乳液；所述的有机硅乳液与步骤二制备的二氧化硅/丙烯酸酯核壳结构乳液的质量比为1：5-1：30。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的硅烷偶联剂为KH-570、KH560、KH550、A-151或者A-171中的一种或两种以上任意比例组合。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的硅溶胶的粒径为20-35nm，固含为30-40%，pH为4-6。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于：步骤二中的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟乙基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或两种以上任意比例组合。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于：步骤二中乳化剂由阴离子乳化剂、非离子乳化剂及可聚合乳化剂按照质量比1-2:1-2:1-2混合而成；

所述的阴离子乳化剂为DNS-18、DNS-625、SW3001或FSL707中的一种或者两种以上的任意组合； 所述的非离子乳化剂为DNS-900、3016或LGE-30中的一种或者两种以上的任意组合；所述的可聚合乳化剂为HAPS、SR-10、ER-10中的一种或两种以上任意组合。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液的制备方法，其特征在于：所述的有机硅乳液为粒径在20-150nm之间且固含在30-50%之间的氨基或者环氧基团改性有机硅乳液。

7.一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液，其特征在于：由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备而成。

8.一种二氧化硅-丙烯酸酯-聚硅氧烷复合乳液在外墙建筑涂料中的应用，其特征在于：所述外墙建筑涂料包括质量分数为10-30%的权利要求1-6中任一项所述方法制备的乳液。