[發明專利]核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610012810.8
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105601799B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 楊番;王柱;劉海峰;胡志忠;張濤
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院工業技術研究院
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F230/08;C08F220/32;C08F220/28;C08F2/28;C08F2/30;D06M15/356
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 鄭彤,萬志香

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，特別是涉及核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液及其制備方法和應用。

背景技術

隨著工業的發展，社會的進步以及人們生活水平和生活質量的提高，拒水劑在建筑、紡織、皮革、造紙、包裝等諸多領域獲得廣泛應用。

工業上常用的拒水劑主要有含氟類、含硅類和脂肪烴類化合物等，其中含氟拒水劑能賦予基材優異的拒水、拒油性，自清潔性和透氣性，使用最廣。但是含氟類拒水劑不耐低溫，對基材的附著力差，具有一定的生物積累毒性，存在嚴重的生態問題，多個國家和組織已出臺相關規定對其用量做出限制。含硅類拒水劑具有類似于含氟類拒水劑的低表面能，而且無毒、透氣，耐高低溫，還能夠賦予織物柔軟、滑爽、彈挺、抗皺、防水透氣等性能，已成為一個新的開發熱點。

目前有機硅類拒水劑大多以大分子硅油(乙烯基硅油、環氧硅油、含氫硅油)、環狀或直鏈型硅烷偶聯劑為原料制備而成，但是存在有機硅黏度大、難乳化、乳液聚合過程中易水解縮合等問題，造成拒水劑中實際的有機硅含量不高(≤15％)，從而導致拒水效果不好等問題。

發明內容

基于此，有必要提供一種核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液。

一種核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液，其采用核殼乳液聚合技術聚合而成，以重量份計，包括如下原料：丙烯酸酯類混合單體500-850份、有機硅單體150-500份、乳化劑10-50份、引發劑5-12份、交聯劑5-50份、水1000-4000份，其中，

所述丙烯酸酯類混合單體為質量比為(1.0-3.5)：(6.5-9.0)：(0.15-0.75)的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，所述核殼乳液聚合技術中的種子乳液由所述丙烯酸酯類混合單體聚合得到。

在其中一個實施例中，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的質量比為(2.0-3.5)：(6.5-8)：(0.45-0.75)。

在其中一個實施例中，所述有機硅單體為γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷。

在其中一個實施例中，所述乳化劑由陽離子型乳化劑和非離子型乳化劑組成。

在其中一個實施例中，所述乳化劑為重量比為(0.5-1.5)：(0.5-1.5)的十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化銨和異構十三醇聚氧乙烯基醚。

在其中一個實施例中，所述交聯劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述引發劑為偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的一種或多種。

本發明還提供所述的核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液的制備方法，包括如下步驟：

(1)種子預乳液1的制備

常溫下，將所述水的15-35wt％與所述乳化劑的45-50wt％置于反應器中，在750-850r/min高速攪拌下滴加所述丙烯酸酯類混合單體的7-35wt％和所述交聯劑，攪拌反應0.5-1.5h，再超聲15-25min，得到種子預乳液1；

(2)預乳液2的制備

常溫下，將剩余的水和乳化劑置于反應器中，在750-850r/min高速攪拌下滴加所述有機硅單體和剩余的所述丙烯酸酯類混合單體，攪拌反應0.5-1.5h，再超聲15-25min，得到預乳液2；

(3)種子乳液的制備

將步驟(1)得到的種子預乳液1置于50-65℃水浴中，在150-250r/min低速攪拌下加入所述引發劑的40-50wt％，攪拌反應12-17min，然后升溫至70℃，體系出現藍光時，補加所述引發劑的6-9wt％，保溫并持續反應25-35min，得到種子乳液；

(4)核/殼型高硅含量有機硅改性丙烯酸酯乳液的制備

溫度控制在70-75℃，向步驟(3)得到的種子乳液中分別滴加所述預乳液2和剩余的所述引發劑，控制滴加時間大于等于3.0h，繼續攪拌反應1.5-2.5h，降至室溫后，過濾出料，即得所述核/殼型高硅含量有機硅改性丙烯酸酯乳液。

在其中一個實施例中，步驟(4)所述滴加時間為3.0-5.5h。

本發明還提供所述的核/殼型有機硅改性丙烯酸酯乳液在拒水劑中的應用。

本發明的原理及優點如下：