[發明專利]有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201910065891.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109762095A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 徐四喜;范方強
• 申請（專利權）人: 廣州秀珀化工涂料有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/06;C08F230/08;C08F220/18;C08F220/20
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

本發明的有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，其包括單體組分、去離子水、引發劑、乳化劑、緩沖劑和鏈轉移劑。本發明的有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，解決現有工藝繁瑣，乳液粒徑大等問題，制備出高羥值、高固含量的有機硅改性丙烯酸乳液。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，特別是涉及一種有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法。

背景技術

羥基丙烯酸乳液是在分子鏈上含有羥基的一類聚丙烯酸酯，主要用于水性2K-PU體系中，與異氰酸根固化劑交聯固化。由于成膜機理是分子間以化學鍵反應的方式，水性聚氨酯具有優異的附著力、耐磨性、耐化學品性、耐溶劑性等性能。因而，被廣泛應用于汽車、木器、皮革、工業等領域。

然而，羥基丙烯酸乳液在羥值、固含量、粘度等方面的缺陷也限制了它的使用。羥基丙烯酸乳液體系中含有大量親水的羥基，會對聚合反應形成諸多負面的影。一方面，羥基組分會“逃逸”出膠束，在水中形成均聚物，從而導致了凝膠的形成。另一方面，膠束中的羥基會與水結合，容易形成分子間與分子間的氫鍵，增加了乳液的粘度，限制了體系中固含量的提高。此外，由于聚氨酯主鏈中含有大量的氨酯鍵，其在耐熱性、耐水性方面能有待改善。

李曉東等使用自制功能性保護劑制備羥基含量為2％～4％的高羥值丙烯酸乳液。由此乳液制備的聚氨酯材料具有開放時間長、干燥速度快、硬度建立快且硬度高，耐化學品性能等優點，以解決目前市場上乳液羥值較低，聚氨酯材料硬度上升慢，耐性一般等缺點。但所制備的乳液固含量39％～41％，屬于較低的水平，不利于聚氨酯性能的進一步提升。(李曉東，曾軍偉，楊繼先，“高性能羥丙乳液研究與應用”，中國涂料，2017，32，13-6)。

劉志平發表的中國專利《一種有機硅改性羥基丙烯酸樹脂水分散體的制備方法》制備了一種有機硅改性羥基丙烯酸樹脂水分散體。通過有序滴加不同的混合溶液制備有機硅改性的羥基丙烯酸樹脂，然后除去有機硅改性的羥基丙烯酸樹脂中的部分溶劑并進行中和成鹽反應，最后將其分散于水中制備有機硅改性羥基丙烯酸樹脂水分散體。該分散體主要解決以往有機硅改性丙烯酸乳液存儲穩定性差的問題，所制備的分散體的穩定性能明顯提高。該分散體和水性多異氰酸酯固化劑配套制備雙組分水性聚氨酯涂具有光澤度高、機械性能好，耐水性、耐候性、耐腐蝕性強等特點，可用于海洋工程鋼結構、電子產品、交通設施及家具裝飾和防護等。該專利使用的是相反轉法，分散體中必然含有少量溶劑，對環境會造成潛在威脅。且羥基含量低于4％，固含量低于40％，屬于一般水平。(CN103772597B)

劉國軍制備了高羥基含硅丙烯酸酯水性玻璃涂料乳液。采用單體預乳化方法結合半連續種子乳液聚合工藝，在丙烯酸酯乳液聚合過程中引入含雙鍵的羥基單體以及含雙鍵的有機硅功能單體，制得高羥基含硅丙烯酸酯乳液，粒徑為100～180nm、固含量為40～48％。本乳液凝膠率低、穩定性好，乳液貯存可達1年以上。乳液加入固化劑后涂于玻璃表面在120℃條件下烘烤2h固化成膜，漆膜鉛筆硬度≥2H，附著力1級，并具有良好的耐水性，且成本低、制備工藝簡單。但此制備過程采用預乳化法，工藝較為繁瑣，效率較低，羥基含量較低。(CN102101960B)

發明內容

本發明的目的在于克服上述問題，提供一種有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，解決現有工藝繁瑣，乳液粒徑大等問題，制備出高羥值、高固含量的有機硅改性丙烯酸乳液。

本發明的有機硅改性羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，其包括以下步驟：

在氮氣氣氛下，將部分去離子水、部分水性引發劑、乳化劑和緩沖劑裝入帶有機械攪拌、溫度計和回流冷凝管的反應瓶，置于油浴鍋中；

將剩余的水性引發劑和剩余的去離子水至于第1個恒壓滴液漏斗；

將單體組分、油性引發劑和鏈轉移劑混合均勻得到混合物料，并取質量百分比為5％的混合物料轉入第2個恒壓滴液漏斗；