[发明专利]硅氧烷共聚物为助稳定剂的细乳液聚合制备微胶囊的方法

说明书

技术领域

本发明属于乳液聚合领域，尤其涉及利用溶液聚合法制备有机硅氧烷共聚物作为助稳定剂进行细乳液聚合，制备纳米微胶囊的方法。

背景技术

有机硅氧烷聚合乳液中Si-O键能高，具有高温、耐辐射、耐氧化降解及化学药品性，表面能低，耐高温、耐水性好，随着环境保护要求日益提高，各国对挥发性有机物排放量规定日趋严格，高性能、低污染的乳液成为人们研究的热点。

细乳液不同于常规乳液，在细乳液体系中，除乳化剂对单体液滴起稳定作用外，还利用高疏水性的助稳定剂来抑制单体从小液滴向大液滴的Ostwald熟化，从而获得粒径在50nm～500nm的单体液滴，使液滴成为主要的成核场所。细乳液聚合不同于常规乳液成核机理，主要是液滴成核，可消除或减弱单体或聚合物从液滴向乳胶粒的传递，在制备复合乳液的过程中有其独特的潜在优势。

细乳液聚合制备纳米胶囊又是一种新型的乳液聚合，其最重要是加入了助稳定剂（十六烷和十六醇），然而人们发现这种传统助稳定剂具有有机挥发性，会对最终体系产生不良的影响。于是，尝试用不同的疏水性物质或者利用一些聚合物高疏水性来替代传统助稳定剂。本专利利用溶液聚合方法制备有机硅氧烷共聚物来代替传统的助稳定剂，避免长链烷烃或脂肪醇等易挥发性有机物质残留在最终产品中的缺陷，也可以利用其发生水解缩合形成有机-无机杂化结构。

利用本专利所采用溶液聚合方法制备分子量较低的有机硅氧烷共聚物作为助稳定剂，进行不同单体的细乳液聚合中，并通过改变聚合条件，最终制备出粒径在60～200nm的微胶囊。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足，提供一种以有机硅氧烷共聚物作为助稳定剂进行细乳液聚合制备微胶囊的方法。

本发明所述的方法，其步骤如下：

一、溶液聚合制备有机硅氧烷共聚产物为助稳定剂：

在带有机械搅拌器的冷凝管的三口烧瓶中，加入单体、溶剂、链转移剂和引发剂，其中单体中含双键的机硅氧烷单体与乙烯基单体质量比为1.5~13：1，溶剂用量占单体质量百分比的150%~500%，引发剂用量占单体质量百分比的0.15%~10%，链转移剂用量占单体质量百分比的0.1%~1%；通入30min氮气，将体系温度升至40～95℃，控制搅拌速度为60～150 r/min，聚合反应2～6h，冷却出样；除去产物中的链转移剂、溶剂及未反应单体，制备出分子量较低的有机硅氧烷聚合产物。

其中步骤一中所述的有机硅氧烷单体的化学通式为：R¹-Si-(R²)₃；其中R¹ 基团为：乙烯基、甲基丙烯酰氧甲基、甲基丙烯酰氧乙基、甲基丙烯酰氧异丙基等；R²基团为：C₁-C₈烷氧基等。如，甲基乙烯基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基甲基二乙氧基硅烷，二乙烯基硅氧烷等；

其中步骤一中所述的乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸、醋酸乙烯酯或苯乙烯等；

其中步骤一中所述的溶剂为芳烃、烷烃、醇类、醚类、氨类等；如甲苯、乙酸乙酯等。

其中步骤一中所述的链转移剂为脂肪族硫醇等；如正丁硫醇、特丁硫醇、正辛硫醇、正十二硫醇等。

其中步骤一中所述的引发剂为偶氮化合物或有机过氧类化合物等。如偶氮二异定腈、过氧化二苯甲酰等。 

二、以有机硅氧烷共聚物为助稳定剂进行细乳液聚合：

（1）将乳化剂、pH缓冲剂溶解在水中形成水相，调节pH值为7；其中乳化剂用量占乙烯基单体质量百分比计为0.5%~20%，pH缓冲剂用量为单体质量百分比计为0.3%~10%；

(2)将一种或多种乙烯基单体、有机硅氧烷共聚物、长链烷烃为模板，混合形成油相；其中所述的有机硅氧烷共聚物用量占单体质量百分比计为5%~30%，长链烷烃用量占单体质量百分比计为50%~400 %；

(3)将水相和油相混合后，搅拌预乳化15min~30min后，采用高速均质分散机分散3～5min形成细乳液；

(4)将上述细乳液加入接有冷凝管和搅拌器的四口烧瓶中，通氮气10min后在70～80℃加入引发剂，引发剂用量为单体质量百分比计0.3%~1.0%。引发聚合3~5小时，缓慢冷却至室温后出料，可得聚合产物微胶囊。

其中步骤二中（1）所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、烷基酚与环氧乙烷的缩合物(OP系列)或十二烷基苯磺酸钠等；