[發明專利]一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410119660.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103897398A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 沈敏敏;翟俊菱;孫淳寧;王俊鳳
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K3/36;C08K5/5415;C08K5/544;C08K5/5435;C08K5/548;C09D183/04;D06M15/643;C09J183/04;C09D5/34;C09K3/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲;裘暉

1.一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將2～4質量份的復合表面活性劑和0.5～1.5質量份的催化劑溶于水中，加入30質量份的有機硅氧烷單體得到混合物料，將該混合物料經過剪切乳化，高壓均質后在60～70℃下恒溫反應5～7h，得到線性聚硅氧烷乳液；

（2）將步驟（1）的線性聚硅氧烷乳液降溫至55～60℃，加入0.5～1.5質量份的硅溶膠和1.5～2.5質量份的交聯劑，在50～60℃下繼續反應2～4h，得到有機硅彈性體乳液；

（3）將步驟（2）得到的有機硅彈性體乳液涂覆于基材上干燥成型，得到水基有機硅彈性體。

2.根據權利要求1所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述水的用量為62～67質量份；所述剪切乳化是指在剪切速率為800～10000轉/分鐘的條件下剪切乳化10分鐘；所述高壓均質是指在20～40MPa壓力下均質1～3次。

3.根據權利要求1所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述復合表面活性劑為陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的復配。

4.根據權利要求3所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：所述陽離子表面活性劑與非離子表面活性劑的質量比為1：1至3：1，所述陽離子表面活性劑為烷基三甲基季銨鹽、二烷基二甲基季銨鹽、芐基烷基二甲基季銨鹽、單烷基季銨鹽、烷基聚氧乙烯基甲基季銨鹽、N-烷基二乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、吡啶鹽中的至少一種，其中烷基是指C12～C18的長鏈烷基；所述非離子表面活性劑為異構醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、三甲基壬醇聚氧乙烯醚、甘油單酸硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、蓖麻油聚氧乙烯醚或者適應于水包油體系的有機硅非離子表面活性劑中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述催化劑為堿性化合物或其水溶液；所述有機硅氧烷單體是具有通式（Ⅰ）結構的有機環硅氧烷中的一種，

其中，n為3～10的自然數；R₁、R₂相同或不同，分別為氫、C1～C16的烷基、烯基、環烷基、芳基或烷芳基。

6.根據權利要求5所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：所述堿性化合物或其水溶液為氫氧化鈉或其水溶液、氫氧化鉀或其水溶液、氫氧化鋰或其水溶液、氫氧化鈣或其水溶液、氫氧化銨或其水溶液；所述有機環硅氧烷為六甲基環三硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、十甲基環五硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、四甲基四氫環四硅氧烷、四甲基四苯基環四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基四（3,3,3-三氟丙基）環四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基四（3-氰丙基）環四硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-四乙烯基環四硅氧烷或1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-四苯基環四硅氧烷中的一種。

7.根據權利要求1所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述的硅溶膠為納米二氧化硅溶膠；所述的交聯劑為脫醇型交聯劑。

8.根據權利要求7所述的一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體的制備方法，其特征在于：所述納米二氧化硅溶膠是指膠體粒度為40nm、50nm、60nm、70nm的二氧化硅溶膠中的至少一種；所述脫醇型交聯劑是指正硅酸乙酯，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-(2,3-環氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，γ-巰丙基三乙氧基硅烷，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

9.一種硅溶膠補強的水基有機硅彈性體，其特征在于：所述硅溶膠補強的水基有機硅彈性體通過權利要求1～8中任一項所述的制備方法所制備得到。

10.權利要求9所述的硅溶膠補強的水基有機硅彈性體在防水涂料、織物涂層、膠粘劑、膩子、密封劑中的應用。