[发明专利]一种有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法

权利要求书

1.一种有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法，其特征在于：首先采用无皂乳液法制备出有机硅丙烯酸酯共聚无皂乳液和甲基丙烯酸甲酯共聚无皂乳液，再将两种乳液以重量比1∶1共混，利用不同乳胶粒粒子之间表面能的不同和对基材选择润湿性的差异，自组织形成硅元素含量从基材表面到空气表面呈梯度变化的乳胶膜；

所述的有机硅丙烯酸酯共聚无皂乳液由以下步骤的方法制成，其步骤包括：

(1)预乳液1的制备：

将去离子水与1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠加入装有冷凝回流装置，恒速加料装置三口烧瓶中，快速搅拌5～60分钟后超声0～20分钟，再加入混合单体，得到预乳液1；混合单体由有机硅单体和甲基丙烯酸甲酯两种单体组成，两种单体的重量比为1∶4～4∶1；有机硅单体是指γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠的量是两种单体的总质量的4％～10％；1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠的结构式为：

CH₂＝CH-CH₂-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-SO₃Na；

(2)预乳液2的制备：

将去离子水与1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠加入三口烧瓶中，快速搅拌5～60分钟后超声0～20分钟，再加入混合单体，得到预乳液2；混合单体由有机硅单体和甲基丙烯酸甲酯两种单体组成，两种单体的重量比为1∶4～4∶1，

1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠的量是两种单体的总质量的4％～10％；

(3)有机硅丙烯酸酯共聚无皂乳液的制备：

先将预乳液1通氮气半小时，加入磷酸氢二钠溶液和过硫酸钾，磷酸氢二钠溶液溶质质量占总的单体重量1.2％；再升温70～75℃，反应半小时后升温至80℃，将预乳液2通过恒速加料装置缓慢滴加进去，滴加2～4小时，期间每隔半小时补加一次引发剂，保温2～5小时，冷却至室温后，滴加数滴氨水调节乳液至中性，得到理论固含量为20％的有机硅丙烯酸酯共聚无皂乳液。

2.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法，其特征在于：所述有机硅丙烯酸酯共聚无皂乳液的玻璃化转变温度为20～50℃。

3.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法，其特征在于γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷的结构式为：

CH₂＝C(CH₃)-CO-(CH₂)₃-Si-(OSi(CH₃)₃)₃。

4.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸甲酯共聚无皂乳液采用一次投料无皂乳液聚合方法制备，其玻璃化转变温度小于40℃。

5.根据权利要求4所述的有机硅丙烯酸酯自组织梯度乳胶膜的制备方法，其特征是甲基丙烯酸甲酯共聚无皂乳液由以下步骤的方法制成，其步骤包括： 

(1)预乳液的制备：

将去离子水与反应性乳化剂加入装有冷凝回流装置三口烧瓶中，快速搅拌后加入混合单体，预乳化搅拌5～60分钟后超声0～20分钟，得到预乳液；混合单体由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯两种单体组成，两种单体的重量比为7∶3～5∶5，反应性乳化剂为基于混合单体(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯)总质量3％～5％的烷基酰胺乙烯磺酸钠，其结构式为：R-NH-CO-CH＝CH-SO₃Na；

(2)甲基丙烯酸甲酯共聚无皂乳液的制备：

将磷酸氢二纳溶液及引发剂加入到上述预乳液中，在氮气保护下通过水浴加热至75℃，待反应体系中有蓝光出现15分钟后于80℃下继续反应3小时，待反应完全冷却至室温后滴加数滴氨水调节乳液至中性，得到理论固含量为20％的甲基丙烯酸甲酯共聚乳液，磷酸氢二纳溶液溶质的量和引发剂的量分别为混合单体总质量的1.2％，0.3％～1.2％；混合单体是由甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯组成。