[發明專利]水性硅烷化聚合物乳液及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200710007228.3
• 申請日: 2007-01-25
• 公開（公告）號: CN101230138A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 武利民;游波;黃煌;張揚;張宜榮;張勇
• 申請（專利權）人: 漢高股份兩合公司
• 主分類號: C08G77/14
• 分類號: C08G77/14;C08G77/06;C08J3/03;C09D183/04;C09D11/10;C09J183/04;C09K3/10;C10M107/50;A61K8/89;C11D3/37;C10N40/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 黃淑輝

技術領域

本發明涉及一種穩定的硅烷化聚合物乳液。更具體地，本發明涉及一種水性硅烷化聚合物乳液，它包含硅烷化聚合物；水；可水解的硅烷化合物；非必需的納米二氧化硅；和非必需的乳化劑。本發明還涉及所述水性硅烷化聚合物乳液的制備方法和應用。本發明的乳液可以作為原料應用于涂料、膠粘劑、密封膠、油墨、脫模劑、護膚品、清洗劑等領域。

背景技術

硅烷化聚合物，例如鏈端和、或側鏈含硅烴氧基的聚合物由于帶有可反應的硅烴氧基團，與空氣中的水反應自交聯固化或與固化劑反應可以得到交聯聚合物，該交聯聚合物具有優異的性能，廣泛應用于膠粘劑、密封膠、涂料、油墨、護膚品、清洗劑等領域。但其應用時大多以有機溶劑為載體，隨著對揮發性有機物含量控制的日益嚴格，希望制備上述聚合物的水性乳液。

對于不溶于水的聚合物，現有技術中的一種方法是常采用“后乳化”方法制備聚合物水性乳液，即在高速剪切速率下，將已制備好的聚合物分散在水中制備聚合物水性乳液，乳化劑以親油基吸附在聚合物液滴表面，親水基伸向水中，以電荷相斥或空間屏蔽來阻礙聚合物乳液粒子的相互靠近和重新聚結。如專利U.S.Patent?Nos.6713558和6831128介紹了一種高固含量硅烷化粘彈聚合物乳液，采用硅烷化聚丁二烯聚合物、增塑劑、表面活性劑、低分子量酸、水制備固含量75％以上、平均粒徑小于5μm的聚合物水乳液。但由于聚合物粘度一般較高，須加入大量的乳化劑、低分子量增塑劑或共溶劑才能得到聚合物水乳液，由于乳化劑或增塑劑大都為低分子量化合物，大量加入到聚合物中會影響交聯聚合物的性能，而共溶劑的加入則增加了乳液中揮發性有機化合物含量，不利于環境保護，并且采用此類方法得到的水性聚合物乳液乳膠粒子形狀不規則，粒度分布較寬，容易產生相分離，乳液穩定性差。

另一種方法是在聚合物分子上引入親水性基團后通過“自乳化”而成。如專利U.S.Patent?No.5466729介紹了一種帶有硅烷化環氧樹脂的水分散體，這種硅烷化環氧樹脂是采用含有可水解基團和仲胺基團的硅烷與環氧樹脂反應得到的，在高速剪切速率下直接制備成水分散液，可用于金屬涂料和玻璃粘結劑。化學改性法制備的水性聚合物乳液中分散相粒子的尺寸很小，約為幾十到幾百納米，但制備步驟不易控制，產品成本較高，并且由于采用此類方法制備的水性聚合物乳液中聚合物的分子結構已發生變化，對產品性能有一定影響。

專利CN1140186A則介紹了一種能夠通過縮合、加成或自由基反應交聯的高粘度聚硅氧烷分散體。硅烷化聚合物中加入表面活性劑和少量的水制備成固含量大于75重量％的凝膠。該聚硅氧烷含水分散體可加入一定量的硅烷進行固化，加入的硅烷起固化劑和交聯劑的作用。不同于乳液，高固體分凝膠在一些需要流動性流體的場合無法使用。

專利CN200510133811.X則介紹了一種穩定的硅烷化聚合物乳液及其制備方法，利用納米二氧化硅表面羥基和硅烷化聚合物分子鏈上的反應性基團相互作用，通過后乳化工藝，只需添加少量或不用表面活性劑即可制備穩定的硅烷化聚合物乳液，納米二氧化硅的加入還可提高乳液成膜后的機械強度。但有些硅烷化聚合物在制備乳液過程中，不希望添加無機粒子到乳液中。

因此，仍需要提供穩定的硅烷化聚合物乳液。

本發明采用硅烷化合物單獨作用制備穩定的硅烷化聚合物，或據需要可以加入納米二氧化硅與硅烷化合物協同作用制得。利用上述聚合物與硅烷或聚合物與硅烷、納米二氧化硅在水中形成的硅羥基的電荷和鍵合作用得到穩定的硅烷化聚合物乳液。硅烷化合物單獨或硅烷化合物和納米二氧化硅協同作用于乳液中起表面活性劑和穩定劑的作用，在失去水分的固化過程中又逐漸起到固化劑和交聯劑的作用。

發明概述

因此，本發明提供一種水性硅烷化聚合物乳液，它只需使用少量或不用表面活性劑即可形成穩定的乳液，并且水分揮發固化后形成性能優異的交聯彈性膜。所述乳液可以是一種低揮發性有機化合物(VOC)乳液。

本發明還提供一種工藝簡單、靈活多樣、并且容易操作的制備所述穩定的水性硅烷化聚合物乳液的方法。

本發明還提供一種利用硅烷化合物制備穩定的水性硅烷化聚合物乳液的方法。

本發明還提供一種利用硅烷化合物和納米二氧化硅協同作用制備穩定的水性硅烷化聚合物乳液的方法。

本發明還提供一種將納米二氧化硅均勻分散在硅烷化聚合物乳液中的方法。

本發明還提供所述穩定的硅烷化聚合物乳液作為原料應用于涂料、膠粘劑、密封膠、油墨、脫模劑、護膚品、清洗劑等領域。

附圖說明：