[发明专利]反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液及制备方法

说明书

本发明公开了一种反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液，按照质量计包括以下组分：1～10份的单乙烯基聚硅氧烷单体、20～50份的丙烯酸酯类单体、0.5～5.0份的反应性乳化剂、0.5～4.0份的引发剂、50～80份的去离子水。本发明以反应性单乙烯基聚硅氧烷、丙烯酸酯类单体为反应单体，采用反应性乳化剂，通过无皂乳液聚合技术制备反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液。制备得到的反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸无皂乳液稳定性好，乳胶粒粒径分布小。本发明的方法不仅工艺简单，而且不污染环境，具有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于纺织助剂技术领域，具体涉及反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液制备方法及应用。

背景技术

丙烯酸酯聚合物具有优良的耐氧化、光化学稳定性、成膜性好、装饰性、强度高、耐气候老化和突出的耐油性能等特点，且原料来源丰富，价廉，生产易于实施，其乳液产品在许多方面得到广泛应用。但丙烯酸酯乳液也存在一些缺点，如透湿性、耐水性、耐溶剂性差及低温变脆，高温发黏等，使丙烯酸酯乳液的发展受到很大限制。聚硅氧烷分子主链结构键键能很高，分子体积大，内聚能密度低，使得它与丙烯酸酯相比同时具有良好的介电性、耐高低温性能、舒适性、高耐沾污性、透气性和超级耐候性，但乳液一般需高温固化，且固化时间长，附着力差。因而将聚有机硅氧烷和聚丙烯酸酯这两类极性相差很大的聚合物结合在一起，不仅可以弥补两者在性能上的不足，而且可以赋予改性产物新的性能，在理论上和应用上都具有十分重大意义。

目前，有机硅类织物拒水剂大多以大分子硅油、环状或者直链型硅烷偶联剂为原料制备而成。有机硅分子中的烷氧基在水中很容易水解、自聚，特别是有机硅的单体含量较大时，这种早期交联致使聚合体系严重凝胶而使反应无法进行。此外，含双乙烯基的硅氧烷低聚物与丙烯酸酯类单体的共聚乳液或是聚硅氧烷核层聚合改性的核壳型乳液，均会因有机硅结构容易被丙烯酸酯树脂分子“包埋”而难以伸展、迁移到乳胶膜表面，从而影响了有机硅改性的效果。

无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加或者仅加入微量乳化剂（小于临界胶束浓度CMC），或者使用反应行乳化剂的乳液聚合过程。以反应性单乙烯基封端的聚硅氧烷为反应单体，采用反应性乳化剂，通过无皂乳液聚合技术制备反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液，合成条件简单，反应路线短，在防水防潮等涂料领域具有广泛的应用前景，而目前将单乙烯基封端的聚硅氧烷引入聚丙烯酸酯未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，该制备方法合成条件简单，反应路线短，制备出的乳液安全环保，性能优异。

本发明所采用的第一种技术方案是，反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液，按照质量计包括以下组分：1～10份的单乙烯基聚硅氧烷单体、20～50份的丙烯酸酯类单体、0.5～5.0份的反应性乳化剂、0.5～4.0份的引发剂、50～80份的去离子水，以上组分质量之和为100份。

反应性单乙烯基聚硅氧烷单体的分子量为：Mn=1700-6200；

丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种或多种任意比例的混合物；

引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉、过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的一种；

反应性乳化剂为甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯中的任意一种；

在此基础上，本发明提供该反应性聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1、利用一定量反应性单乙烯基聚硅氧烷单体、丙烯酸酯类单体制备混合单体，得到油相A；称取反应性乳化剂和去离子水，将反应性乳化剂溶解于去离子水中形成乳化剂水溶液，制备得到水相B；