[发明专利]一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法

权利要求书

1.一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将正硅酸乙酯混合溶液与醇溶液混合后搅拌反应得到二氧化硅/混合单体分散液；醇溶液的体积为正硅酸乙酯混合溶液体积的1.2～50倍；

所述正硅酸乙酯混合溶液由混合单体和正硅酸乙酯混合均匀得到，其中，混合单体由苯乙烯、丙烯酸酯和功能性单体组成，其中，丙烯酸酯的质量为苯乙烯质量的0.25～0.4倍，功能性单体的添加量为苯乙烯质量的0.03～0.1倍；混合单体的总量为正硅酸乙酯质量的1.3～30倍；该步骤中混合单体的添加量占混合单体总量的5wt％～20wt％；正硅酸乙酯的加入量占混合单体总量的3.5wt％～76wt％；

所述醇溶液为醇和去离子水的混合溶液，并调节溶液的pH到8.0～9.5，其中醇和去离子水的体积比为1∶4～50∶1；

(2)向步骤(1)制得的二氧化硅/混合单体分散液中添加乙烯基硅烷偶联剂，室温下反应0.5～24小时，得到硅烷改性二氧化硅/混合单体分散液；其中乙烯基硅烷偶联剂的添加量为步骤(1)中正硅酸乙酯质量的0.2wt％～10wt％；

(3)在氮气保护下，将引发剂/乳化剂混合溶液加入到步骤(2)所得的硅烷改性二氧化硅/混合单体分散液中，在50～80℃下，持续搅拌、反应，制得含二氧化硅的苯丙种子乳液；

所述引发剂/乳化剂混合溶液由去离子水、复配型乳化剂和水溶性过硫酸盐引发剂混合而成，其中，复配型乳化剂的加入量为复配型乳化剂总量的50wt％～70wt％，复配型乳化剂总量为混合单体总量的1wt％～10wt％；水溶性过硫酸盐引发剂的加入量为水溶性过硫酸盐引发剂总量的40wt％～80wt％，水溶性过硫酸盐引发剂总量为混合单体总量的0.2wt％～2wt％；

(4)向步骤(3)制得的含二氧化硅的苯丙种子乳液中缓慢滴加苯丙预乳液和由剩余的水溶性过硫酸盐引发剂与去离子水配制成的引发剂水溶液，苯丙预乳液和引发剂水溶液滴加完毕后在70～85℃下继续反应，制得含二氧化硅的复合苯丙乳液。

所述苯丙预乳液按照下述方式得到：向去离子水中加入剩余的复配型乳化剂，在氮气保护下搅拌混合后，滴加剩余的混合单体，搅拌混合均匀，制得苯丙预乳液。

2.按照权利要求1所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的丙烯酸酯选自丙烯酸丁酯、丙烯酸β羟乙酯、丙烯酸β羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯中的任一种或任二种；所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸单丁酯、衣康酸中的任一种；所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的任意一种。

3.按照权利要求1所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的任意一种。

4.按照权利要求1所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(3)和(4)所述的复配型乳化剂由阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂按2∶1～4∶1的质量比复配而成，其中阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十六烷基磺酸盐、二丁基萘磺酸盐中的一种；非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。

5.按照权利要求1中任一所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(3)和(4)所述的水溶性过硫酸盐引发剂为过硫酸盐钾、过硫酸铵中的任一种。

6.按照权利要求1至5中任一所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述搅拌、反应时间为0.5～1小时；步骤(4)中，苯丙预乳液在2～4小时滴加完成；引发剂水溶液在3～4小时滴加完成；继续反应的时间为0.5～2小时。

7.按照权利要求1至5中任一所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，正硅酸乙酯在单体中生成二氧化硅粒子的反应时间为5～48小时；步骤(2)中，乙烯基硅烷偶联剂与二氧化硅/混合单体分散液中的二氧化硅的反应温度为室温，反应时间为3～24小时。

8.按照权利要求1至5中任一所述的一种含二氧化硅的复合苯丙乳液的制备方法在所有步骤中，所述去离子水的总体积为混合单体总体积的3～8倍。