[发明专利]一种POSS改性苯丙乳液共聚物、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种POSS改性苯丙乳液共聚物、制备方法及应用，所述共聚物，按重量计，包括以下组分：40～60份去离子水，15～20份苯乙烯，15～20份丙烯酸丁酯，3～5份乳化剂，2～7份POSS，1～2份水溶性引发剂，0.1～0.3份pH值调节剂，3～5份其他助剂。本发明得到的POSS改性的苯丙乳液做外外墙涂料，具有表面张力低，抗污性强，自洁性强的优点。共聚物中POSS可以和墙体形成Si‑O‑Si键，提高苯丙乳液做外外墙涂料的附着力。

技术领域

本发明涉及一种建筑材料外墙涂料及其制备方法，尤其涉及的是一种POSS改性苯丙乳液共聚物、制备方法及应用。

背景技术

苯丙乳液主要是有苯乙烯和丙酸酯进行乳液聚合得到的乳液，具有成本低和吸水率低的性能，由于丙烯酸酯类的引入改善了其冲击性能，提高了共聚物的韧性。同时使其具有很好的粘结力，耐化学药品性，光泽度高，一定的抗污能力，广泛应用于建筑外墙涂料等领域。作为外墙涂料使用，随着环境污染的加重，空气中的颗粒物的增加，颗粒物在建筑物外墙涂料的粘附，使建筑物的表面变得不美观，需要对建筑物的表面进行清理，现代建筑多为高层建筑，这给清理工作带来很多麻烦。因此需要具有自洁性能高、抗污能力强的建筑物外墙涂料，苯丙乳液外墙涂料由于其特殊的性价比在外墙涂料中广泛采用，但苯丙乳液抗污能力在环境污染加重的情况下需要进一步提高其抗污能力和自洁能力。

目前对苯丙乳液外墙涂料抗污和自洁能力的提高，国内外很多专家学者都在做深入研究。主要是降低苯丙乳液外墙涂料的表面张力，降低粉尘的吸附能力。有机硅改性苯丙乳液是一种重要的方法，例如：改性苯丙乳液的合成与表征及涂料研究，硕士论文，江苏科技大学，2009.12，通过在苯丙乳液聚合过程中加入含双键的有机硅功能单体参与聚合，在提高苯丙乳液耐水性的同时降低苯丙乳液的表面张力，提高涂料的抗污性。中国发明专利201410605314.4，通过在苯丙乳液聚合过程中加入含有机硅功能单体，提高苯丙乳液结合力的同时降低苯丙乳液的表面张力，提高涂料的抗污性。多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一类具有纳米分子尺寸和有机-无机杂化结构的化合物。这种以无机Si-O-Si键组成的框架为核，外围被有机取代基所包围的特殊结构，具有独特的物理性质。由于POSS具有独特的纳米级尺寸可以赋予涂料表面一定的纳米级粗糙度，且随着POSS含量的增加，粗糙度变大，接触角显著增加。含有疏水基团的POSS单体的能降低涂料表面张力，有助于提高涂料的疏水性，提高抗污性。中国发明专利：201510547051.0，公开了含POSS嵌段丙烯酸酯共聚物超疏水涂层及其制备方法，该专利采用溶液聚合方法，存在溶剂对环境的污染，在目前对环境的苛刻要求条件下，该方法不适于大规模生产。中国发明专利：200910107167.7，采用含氟的POSS与丙烯酸酯共聚物得到的涂料的具有低表面能，高防污能力。乙烯基POSS-丙烯酸酯共聚乳液性能研究，涂料工业，2007,37(2)：10-13，成功合成了八乙烯基POSS与丙烯酸酯制备共聚乳液，因此采用乳液聚合方法，POSS改性苯丙乳液是完全可行的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种POSS改性苯丙乳液共聚物、制备方法及应用，采用乳液聚合的方法将含一个乙烯基的POSS与苯乙烯、丙烯酸酯等进行共聚，得到含POSS的苯丙乳液。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种POSS改性苯丙乳液共聚物，所述共聚物的结构如下：

其中，R2为甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、异丁基中的任一种。

所述共聚物中的POSS含一个乙烯基的多面体低聚倍半硅氧烷，其结构式如下：

其中，R1为乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酸酯基中的任一种。