[发明专利]一种有机硅改性的丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有机硅改性的丙烯酸乳液及其制备方法，其制备方法包括以下步骤,以下步骤中的原料以重量份计：S1、取去离子水与乳化剂搅拌均匀，加入环状有机硅氧烷单体，加入硅氧烷开环反应的催化剂，加热1‑10小时后加入乙烯基硅烷偶联剂、封端剂，以氨水调整酸碱值5‑7，制得乳液聚合有机硅中间体；S2、取去离子水、含乙烯基单体、阴离子型表面活性剂，混合均匀制得单体预乳化液；S3、将乳液聚合有机硅中间体降温，向所述乳液聚合有机硅中间体中滴加氧化剂、还原剂及单体预乳化液，保温1‑5小时后冷却至室温，过滤得机硅改性的丙烯酸乳液。使用本方法制备的有机硅改性的丙烯酸乳液具有梳状结构，优秀的抗污性、疏水性、透气性。

技术领域

本发明涉及丙烯酸乳液领域，尤其涉及一种有机硅改性的丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

以(甲基)丙烯酸及其酯的共聚物为主要成膜物质的涂料统称为丙烯酸涂料。丙烯酸系涂料抗污性、疏水性不好，聚硅氧烷正好可以弥补这一缺陷。现有技术中，常采用带乙烯基的硅氧烷单体与(甲基)丙烯酸及其酯类单体共聚，制得含有硅氧烷和丙烯酸系涂料特性的乳液，改善了丙烯酸系涂料的疏水性、抗污性，但是这种方法制备的共聚物整体呈长链状，有机硅分子镶嵌在丙烯酸分子的长链中，成膜后很多都会被屏蔽掉，不能充分发挥有机硅组分的作用；其乳液干燥成膜后结构略显致密，透气性不够理想，当用于纺织品等物品的表面时，该透气不理想的性能会影响纺织品的舒适性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种有机硅改性的丙烯酸乳液及其制备方法，该有机硅改性的丙烯酸乳液具有较高透气性、疏水性、抗污性。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种有机硅改性丙烯酸乳液，包括以下以重量份计的原料：环状有机硅氧烷单体8-12份，乙烯基硅烷偶联剂0.05-2份，封端剂0.01-0.5，可进行乳液聚合的含乙烯基单体90份，阴离子型表面活性剂2-4份，适量氨水，去离子水110-170份，适量氧化剂，适量还原剂，适量乳化剂；所述环状有机硅氧烷单体选自六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷中的一种或两种以上的混合物；含乙烯基单体包括乙烯基酯类单体、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、含羟基的丙烯酸酯类单体、含羟基的甲基丙烯酸酯类单体、含有乙烯基的有机硅类偶联剂中的一种或几种的混合物。

本发明还提供了上述有机硅改性的丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤,以下步骤中的原料以重量份计：

S1、取30-50份去离子水与0.5-1.5份阴离子型表面活性剂搅拌均匀，加入8-12份环状有机硅氧烷单体，加入适量硅氧烷开环反应的催化剂，加热至70-90摄氏度，经1-10小时后，加入乙烯基硅烷偶联剂，加入封端剂，以氨水调整酸碱值5-7，制得乳液聚合有机硅中间体；

S2、取80-120份去离子水，含乙烯基单体90份，阴离子型表面活性剂1.5-2.5份，混合均匀制得单体预乳化液；

S3、将乳液聚合有机硅中间体降温至50-70摄氏度，向所述乳液聚合有机硅中间体中滴加氧化剂、还原剂及单体预乳化液，保温1-5小时后冷却至室温，过滤得机硅改性的丙烯酸乳液。

环状有机硅氧烷单体，在水中经开环、缩合，合成有机硅链状聚合物，再与含乙烯基硅烷偶联剂偶联，合成带有乙烯基的有机硅长链聚合物，再与丙烯酸及丙烯酸酯类单体共聚，丙烯酸及丙烯酸酯与乙烯基发成加成反应，得到具有梳状结构分子链的有机硅改性丙烯酸乳液产品。

上述具有梳状结构分子链，对比与现有技术由带双键的有机硅单体与丙烯酸及丙烯酸酯合成的链状聚合物，其分子结构的刚度更高，分子结构更加疏松，乳液成膜后，有机硅分子链可以伸展于膜的表层，充分发挥有机硅分子的作用，这样的乳液涂层，会具有更强的疏水性和透气性。