一种聚倍半硅氧烷-聚丙烯酸酯-纳米SiO2复合乳液及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及高分子合成领域，为解决纳米SiO₂在丙烯酸酯聚合物乳液体系中含量偏低和需要对SiO₂表面进行改性过程繁琐等问题，本发明提供了一种高硅含量聚倍半硅氧烷-聚丙烯酸酯-纳米SiO₂复合乳液，乳液由聚倍半硅氧烷乳液20-60份，甲基丙烯酸烷基酯15-35份，丙烯酸烷基酯15-35份，丙烯酸羟基烷基酯1-5份，引发剂0.1-1份，水40-80份，硅溶胶30-60份，共溶剂5-15份组成；乳液具有良好的外观和储存稳定性。涂膜透明度高，硬度达到6H，附着力1级，以SiO₂计硅含量达到25％以上。这种高硅含量聚倍半硅氧烷-聚丙烯酸酯-纳米SiO₂复合乳液集合了有机无机材料的优点，涂膜具有优异的耐老化、耐热、耐刮擦、耐磨性和高硬度等性能，在涂料和胶黏剂领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种聚倍半硅氧烷‑聚丙烯酸酯‑纳米SiO₂复合乳液，其特征在于，所述的聚倍半硅氧烷‑聚丙烯酸酯‑纳米SiO₂复合乳液由以下组份制成，各组份的质量份为：聚倍半硅氧烷乳液                   20‑60份，甲基丙烯酸烷基酯                   15‑35份，丙烯酸烷基酯                       15‑35份，丙烯酸羟基烷基酯                   1‑5份，引发剂                             0.1‑1份，水                                 40‑80份，硅溶胶                             30‑60份，共溶剂                             5‑15份；其中，聚倍半硅氧烷乳液由以下各组份制成，各组份的质量份为：乳化剂                            0.5‑3份，碱催化剂                          1‑3份，硅烷偶联剂                        10‑30份水                                100‑200份；所述的乳化剂为阴离子乳化剂与非离子型乳化剂复配物，其中阴离子乳化剂选自十二烷基二苯醚磺酸二钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中一种或几种任意比例的混合物；所述非离子乳化剂是辛基酚聚氧乙烯醚OP‑10、辛基酚聚氧乙烯醚OP‑15、辛基酚聚氧乙烯醚OP‑30、壬基酚聚氧乙烯醚NP‑10、壬基酚聚氧乙烯醚NP‑15或壬基酚聚氧乙烯醚NP‑30中一种或几种任意比例的混合物；所述的碱催化剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种；所述的硅烷偶联剂选自含烯不饱和基团的硅烷偶联剂，选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三丁氧基硅烷中的一种；所述的甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯中一种或几种任意比例的混合物；所述的丙烯酸烷基酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯中一种或几种任意比例的混合物；所述的丙烯酸羟基烷基酯为丙烯酸‑2‑羟基乙酯、丙烯酸‑3‑羟基丙酯、丙烯酸‑4‑羟基丁酯、丙烯酸‑5‑羟基戊酯、丙烯酸‑6‑羟基己酯的一种或几种任意比例的混合物；所述的引发剂选自过硫酸盐类体系，选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中一种；所述的水为去离子水；所述硅溶胶是碱性硅溶胶，粒径为5‑30nm，以SiO2 计，硅的质量含量为30‑40％；所述的共溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇或乙二醇中的一种或几种任意比例的混合物。