[发明专利]单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子和精细化工技术领域，具体涉及一种单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法。

背景技术

作为密封材料的基础聚合物，近年来活性有机硅封端聚环氧丙烷(SPP0)得到了快速发展，德国的Henkel、Degussa公司和美国的Witco、Crompton等公司都开发了以SPPO为基础聚合物的密封胶，其应用领域也从最早的建筑行业扩展到了汽车等其它领域。但目前在国内有关SPPO的发展缓慢，相关研发类文献报道不多，也未见有与之相关的专利报道。

作为一种重要的基础聚合物，SPPO的水性化不但可以减少环境污染，还可以方便地添加各种助剂以降低成本和简化生产工艺，并可以由现在的建筑、汽车等工业领域扩展到家庭装修、装饰等民用领域。

但SPPO分子疏水性极强，并含有对水极为敏感的可水解交联的活性硅烷氧基端基，其水性化难度极大，目前还没有见到相关的SPPO水性化报道。

因此，制备出性能优异的SPPO水乳液，可以大大拓宽SPPO的应用领域，具有重要的实践意义和很大的商业价值。

直接乳化法和相反转乳化法可以在不改变分子结构的情况下把高分子乳化成水乳液。其中直接乳化法往往需要使用大量的表面活性剂和长时间的强力搅拌，而且只有具备特殊性质的高分子才能被直接乳化，因此其应用范围有限。与直接乳化法相比，相反转乳化法无需强力搅拌就可以将许多高分子直接乳化成水乳液，而且所得乳液的乳胶粒粒径小，稳定性好。

发明内容

本发明涉及单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液及其制备方法。所述单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液产品符合环境要求，具有成本低、不燃和使用安全等优点，可作为生产环境友好水性聚合物产品如涂料、黏合剂、密封剂的基本原料。所述制备方法采取相反转乳化工艺，无需使用大量表面活性剂和进行长时间的强力搅拌，生产工艺简单。

具体地，本发明提供一种单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液，其包含在水中分散的活性有机硅封端聚环氧丙烷和复合乳化剂以及任选的亲油性助溶剂和保护胶体，其中所述活性有机硅封端聚环氧丙烷的重均分子量为1500-150000，优选2000-100000，最优选3000-80000，其具有以下示意性通式：

其中，n为0或1，m为0-10的整数，x为1-50的整数，y为15-2000的整数，R¹为甲基或乙基，R²为甲基或乙基，R³为亚甲基或-(CH₂)₃-，R⁴为H或苯基，R⁵为甲基或/和H，G为其中R⁶为-(CH₂)₆-、和/或

在本发明中，所述活性有机硅封端聚环氧丙烷可以按照例如U.S.Patent Nos.5,300,608；3,971,751；4,374,237；6,803,412；5,986,014和6,420,492中公开的一般方法制备。

本发明的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的固含量最高可达80wt％，优选在45-70wt％之间。

本发明的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的乳胶粒粒径小于10μm，优选为2-8μm。

因此，本发明的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液产品的固含量高，乳胶粒粒径小，由此具有很好的贮存稳定性和冻融稳定性，其中对于贮存稳定性而言，其在室温下可稳定贮存150天以上，和在50℃下可稳定贮存50天以上。

本发明还提供所述单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液的制备方法，该方法利用相反转乳化工艺进行，包括如下步骤：

a.向反应器中加入活性有机硅封端聚环氧丙烷和复合乳化剂，任选还加入亲油性助溶剂和保护胶体，充分搅拌混合；

b.向混合体系中滴加水，继续搅拌混合；和

c.滴加完毕后继续搅拌一段时间，从而得到单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液。

更具体地，本发明的单组分自交联活性有机硅封端聚环氧丙烷乳液是通过相反转乳化工艺制备的，具体包括如下步骤：

向反应器中加入SPPO和复合乳化剂，任选还加入亲油性助溶剂和保护胶体，在0-90℃，优选5-50℃，最优选10-40℃下，充分搅拌混合10-240分钟，优选30-120分钟，最优选30-100分钟；