[发明专利]一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂及其合成方法

权利要求书

1.一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、无机纳米粒子的表面改性：

使用硅烷偶联剂对无机纳米粒子进行改性；

B、杂化有机硅/无机纳米粒子核乳液的合成：

B1、将经过表面改性后的无机纳米粒子加入到溶解有表面活性剂的水溶液中，使用超声波分散25-35min，得到分散液；

B2、将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到分散液中，再加入催化剂，在30～80℃温度下反应5～10h，得到乳液；

C、接枝聚合丙烯酸酯软单体：

将丙烯酸酯类软单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；

D、接枝聚合丙烯酸酯硬单体：

D1、将丙烯酸酯类硬单体及引发剂加入到乳液中，聚合反应2-5h；

D2、待反应结束后，加入破乳剂升温熟化1-2h，离心水洗，烘干后即可制得所述聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤A中，无机纳米粒子为纳米SiO₂粒子，其表面改性方法为：配置乙醇/水溶液，加入纳米SiO₂粒子，在3000-4000rpm的转速下高速剪切，加入硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应1.5-2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米SiO₂粒子；其中，所述硅烷偶联剂是由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比2-4:1.5-2.5:1组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤B2中，有机硅氧烷单体是由环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比20-60：0.1-1.0：0.5-1.5组成的混合物；

所述多功能团硅氧烷单体的结构式为：其中，R₁、R₂、R₃和R₄分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个甲氧基或乙氧基；

所述环状硅氧烷单体的聚合单体的结构式为其中R₅和R₆分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基和苯基中的任意一种，所述环状硅氧烷单体的聚合度n＝3-6；

所述乙烯基硅氧烷单体的结构式为：其中，R7、R8、R9和R10分别为氢、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基、3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基、乙炔基、丙炔基、甲氧基、乙氧基和苯基中的任意一种，且R7、R8、R9和R10至少有一个为乙烯基、丙烯基、苯乙烯基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、苯乙烯基、2-(对乙烯基苯基)乙基或3-(对乙烯基苯甲酰氧基)丙基，至少有一个为甲氧基或乙氧基。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物包覆纳米无机物的有机硅增韧剂的合成方法，其特征在于：所述步骤B1中，表面活性剂是由阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂以重量比0.4-0.8:1:0.2-0.6组成的混合物；

所述步骤B2中，催化剂的结构式为：其中，R’为碳原子数为1-10的烷基、烯基、芳香基或碳原子数为3-10的环烷基、环烯基；

所述步骤C中，丙烯酸酯类软单体是由丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸月桂酯以重量比2-4:1-2:1组成的混合物；

所述步骤D1中，丙烯酸酯类硬单体是由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯酯以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物；

所述步骤C和所述步骤D1中，引发剂是由异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁腈和四乙烯亚胺以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物；

所述步骤D2中，所述破乳剂是由氯化钠、乙酸钾和硫酸铵以重量比2-4:1.4-2.2:1组成的混合物。