[發明專利]含硅嵌段共聚物的應用

無效

• 申請號: 201210008934.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102585042A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張震乾;袁貴升;何劍虹
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08F2/24
• 分類號: C08F2/24;C08F2/30;C08F2/26;C08F112/08;C08F212/08;C08F220/28;C08F120/14;C08F293/00
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 王美華

技術領域

本發明屬于乳液聚合領域，具體而言，本發明涉及含硅嵌段共聚物作為助穩定劑用于細乳液聚合。

背景技術

細乳液聚合中，單體液滴是主要成核點，進而成為主要聚合場所，單體在水相的擴散不再是聚合反應的必要條件。在穩定的細乳液聚合中，由于單體液滴被分散成亞微米級，其表面積大，有利于亞微米級單體液滴捕獲自由基，消除了膠束成核。因此，控制液滴尺寸及成核機理是重要方面，直接影響著細乳液聚合動力學和聚合物分散體的性質。助穩定劑的作用是在液滴內產生滲透壓，抵消液滴間的Laplce壓力差，降低單體在液滴間的擴散速率，消除Ostwald熟化效應(即單體從小液滴向大液滴自發擴散而使分散體系失穩)，保證單體液滴的穩定性。

由于助穩定劑在細乳液體系中的重要作用，引起了學者們廣泛重視。然而，目前廣泛使用的十六烷(HD)和十六醇(CA)具有有機揮發性，會對最終產品產生不良的影響。于是，人們嘗試用不同的疏水性物質或者利用一些聚合物高疏水性來替代傳統助穩定劑。但是目前為止尚未發現性能優異的可替代助穩定劑。

發明內容

本發明要解決的技術問題是尋找一種可代替HD、CA的具備優良性能的助穩定劑。本發明提供含硅嵌段共聚物作為為助穩定劑進行細乳液聚合的應用。以不同結構的含硅嵌段共聚物作為助穩定劑用于細乳液聚合，聚合效率較高，穩定性較好，并且不具有揮發性，不會對產品產生不良的影響。

本發明提供含硅嵌段共聚物的應用：作為助穩定劑用于細乳液聚合。

本發明提供的含硅嵌段共聚物作為助穩定劑用于細乳液聚合的步驟如下：

(1)將乳化劑溶于水成為水相；

(2)將含硅嵌段共聚物溶于單體混合成為油相；

(3)將水相和油相混合，經預乳化、細乳化形成細乳液；

(4)細乳液中加入引發劑聚合得細乳液聚合產品。

作為優選，本發明提供的含硅嵌段共聚物作為助穩定劑用于細乳液聚合的步驟如下：

(1)將0.1-0.5質量份乳化劑溶解于50-90質量份水中成為水相；

(2)將0.1-0.5質量份含硅嵌段共聚物溶解于10-20質量份一種或者一種以上單體混合成為油相；

(3)將水相和油相混合，在磁力攪拌器或乳化機上預乳化10-15min，用高速均質分散機或超聲波細胞粉碎機分散5-10min形成細乳液；

(4)將細乳液加入接有冷凝管和攪拌器的四口燒瓶中，再加入0.05-1質量份引發劑，通氮氣30min后調節到70-75℃聚合5-6h，緩慢冷卻至室溫后出料。

步驟(1)中乳化劑可以選自陰離子型乳化劑、非離子型乳化劑或陰離子與非離子型復配乳化劑。陰離子型乳化劑為：十二烷基硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、乙氧基酚醚硫酸鈉的一種或一種以上混合物；非離子型乳化劑為：OP系列的一種或一種以上混合物；陰離子與非離子型復配乳化劑為上述兩種或兩種以上混合物。

步驟(2)所述的單體為乙烯基單體，可選自為苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯酸酯、醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一種或幾種。其中丙烯酸酯的通式為：

R′為H或CH₃；R″為碳鏈長度為C₁-C₂₀烷基。

步驟(4)所述的引發劑可以是水溶性引發劑或油溶性引發劑，水溶性引發劑為：過硫酸鉀、過硫酸銨、水溶性氧化-還原引發體系；油溶性引發劑為：偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰。

本發明采用APRT法合成含硅嵌段共聚物的步驟如下：

(1)大分子引發劑的制備：

將單體、引發劑、催化劑、配體及溶劑加入反應容器內，將反應體系反復抽真空后充入氮氣或氬氣，在90-120℃，磁力攪拌下反應6-15h，最終的產物除去溶劑及催化劑，得到大分子引發劑。

其中所述單體選自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯；引發劑為有機鹵代化合物，如α-溴代異丁酸羥乙酯，α-溴代異丁酸羥丁酯，α-溴代異丁酸乙酯。

其中所述苯乙烯單體∶引發劑＝10-200∶1(摩爾比)，低價金屬鹵化物催化劑∶苯乙烯單體＝1-2∶100(摩爾比)，低價金屬鹵化物催化劑∶配體＝1∶3(摩爾比)，溶劑用量＝體系質量的20％-25％。

(2)含硅嵌段共聚物的制備：

將(1)制備的大分子引發劑、催化劑、配體、含硅單體及溶劑加入反應容器，反應體系反復抽真空后充入氮氣或氬氣，在105-110℃下引發含硅單體聚合，最終產物除去溶劑及催化劑，制備出含硅嵌段共聚物。