[發明專利]一種多功能環保乳液及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210433258.1
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102964527A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 米普科;許勝;米怡璇;許鵠飛;趙怡;劉敏;何陽;熊玉潔;席錦娜
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08F265/06
• 分類號: C08F265/06;C08F257/02;C08F265/08;C08F2/44;C08F2/26;C08F4/40;C08K3/22;C09D151/06;C09D151/00;C09D7/12;C09D5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水性、環保的有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液及其制備方法，以及該復合乳液在外墻涂料中的應用。?

背景技術

隨著環境保護要求的日益提高，各國對VOC排放量的規定日益嚴格，高性能、低污染的水性乳液涂料成為研究和應用的重點。?

隨著現代高層建筑的興起，對涂料耐水性、抗老化性、抗玷污性要求越來越高，同時要求涂料具有自清潔性能。對于長期暴露在戶外的戶外裝飾和高層建筑，希望涂層抗玷污性能，抗老化性能，自清潔性能和綜合性能達到最佳。丙烯酸酯乳液是乳液涂料優良的粘合劑，在外墻涂料應用中占主導地位，但其耐水性和透濕性欠佳，限制了在外墻涂料領域的發展，為此許多專利對外墻涂料用丙烯酸酯乳液進行改性，以期改進丙烯酸酯乳液性能。如中國專利CN1405194以烯類官能單體包括丙烯酸、烯基硅氧烷、烯基丙基脲和丙烯酸酯共聚制備改性丙烯酸酯聚合物乳液，乳液穩定性、耐水性和耐洗擦性等性能明顯提高。有機硅氧烷具有優越的耐侯抗污性和高度的疏水性，良好的透氣性，以其改性的丙烯酸酯乳液，具有良好的耐侯性、耐水性、耐污染性和較高的附著力，在各種內外墻涂料、裝飾領域得到廣泛應用并取得了優良的效果。如中國專利CN1169854以純丙乳液為芯，以有機硅單體和丙烯酸酯單體為殼，制備了芯/殼結構乳液，但其在自清潔性能，力學性能等方面還存在不足。?

此外，隨著環保意識的增強，要求涂料綠色化，對人民身體健康和環境無危害，且抗菌、凈化空氣，而單純的丙烯酸酯乳液、硅丙乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液涂料很難滿足以上要求。?

發明內容

本發明嘗試解決上述問題，提出了一種水性、環保的有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液及其制備方法；本發明的第二個目的是，提出所述有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液在環保凈味健康涂料中的應用。?

為實現以上第一個目的，本發明采取的技術方案如下。?

一種有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液，由4.0～15.0(wt)％的無機納米粒子和85～96.0(wt)％的有機硅-丙烯酸酯聚合物組成；所述有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液是含固量45.0～55.0％、由4.0～15.0％無機納米粒子和85.0～98.0％改性丙烯酸酯組成的核/殼結構或多層核/殼結構或互穿聚合物網絡(IPN)結構的復合物。其最低成膜溫度為-25℃至0℃，揮發份含量小于100ppm。?

無機納米粒子選自二氧化鈦、氧化鋅、氧化銀、氧化銅和氧化鋯，粒徑為0.02～0.10μm之間。?

上述有機硅-丙烯酸酯聚合物聚合單體質量百分比為：?

所述的乙烯基不飽和單體選自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯腈中的一種或者幾種的混合物，優選苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯。?

所述的不飽和酰胺選自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、甲撐雙丙烯酰胺中的一種或者幾種的混合物，優選羥甲基丙烯酰胺，甲撐雙丙烯酰胺，或質量比2∶1～4∶1的羥甲基丙烯酰胺與甲撐雙丙烯酰胺的混合物。?

所述的不飽和羧酸選自甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、富馬酸中的一種或者幾種的混合物。?

所述的丙烯酸酯單體選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或者幾種混合物。?

所述的不飽和有機硅單體選自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一種或者幾種的混合物，優選γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。?

一種水性、環保的有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液的制備方法，其特征是，有機硅-丙烯酸酯/無機納米復合乳液以無皂乳液聚合方法、分段式或種子聚合工藝制備，復合物具有核/殼結構或多層核/殼結構或互穿聚合物網絡(IPN)結構，其制備步驟包括：?

(1)將4.0～15.0(wt)％的無機納米粒子分散在包含0.15～0.30(wt)％的陰離子乳化劑、0.02～0.10(wt)％的螯合劑和0.05～0.15(wt)％的引發劑的水溶液中，抽真空，在氮氣保護條件下攪拌，升溫至60～85℃，滴加5～15(wt)％的乙烯基不飽和單體30分鐘，保溫15分鐘；得到聚合物包覆無機納米粒子乳液；?