一种疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及有机无机化合物技术领域，为解决无机纳米SiO₂引入聚合物乳液中易发生团聚、SiO₂在整个体系中含量偏低和SiO₂表面含有一些羟基，导致涂膜硬度和疏水性不足等问题，本发明提供了一种疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法与应用，乳液由以下各组份制成，各组份的质量份为：硅溶胶30-60份，共溶剂5-15份，含氟硅烷偶联剂1-5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，乳化剂0.2-2份，引发剂0.1-1份，水40-80份，该乳液涂膜兼具无机材料和有机高聚物的优点，可用于制备具有良好耐候性、疏水性、耐擦洗性、耐沾污性和高硬度性能的涂料。

主权项

一种疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液，其特征在于，所述的疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液由以下各组份制成，各组份的质量份为：硅溶胶                             30‑60份，共溶剂                             5‑15份，含氟硅烷偶联剂                     1‑5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，乳化剂                             0.2‑2份，引发剂                             0.1‑1份，水                                 40‑80份，所述共溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇中的一种或几种；所述含氟硅烷偶联剂选自十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种；所述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；所述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；所述丙烯酸羟基烷基酯选自丙烯酸‑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‑羟基己酯中的一种或几种；所述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；所述引发剂选自过硫酸盐类体系；所述的水为去离子水，所述的疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液制备方法为以下步骤：（1）将共溶剂、含氟硅烷偶联剂加入到反应釜中的硅溶胶中，在20‑50℃下搅拌反应6‑24h，得到含氟改性硅溶胶；（2）将甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯混合制成单体Ⅰ，取混合单体Ⅰ的10%‑20%与丙烯酸羟基烷基酯混合制成单体Ⅱ；（3）将水质量份的60%‑80%、乳化剂质量份的50%‑80%、引发剂质量份的50%‑70%加入到步骤（1）得到的含氟改性硅溶胶反应釜中，搅拌10‑20分钟后升温至75‑80 ℃，然后将单体Ⅰ缓慢加入反应釜中，2‑4小时滴完，滴加完毕后保温15‑30分钟，得到乳液；（4）将单体Ⅱ在1‑2小时内及剩余的水、乳化剂和引发剂连续滴加到步骤（3）中得到的乳液中，滴加完毕后反应0.5‑1小时，再升温至80‑85℃保温1‑2小时，然后降温至40‑50℃，调节pH至7‑8，过滤出料，得到疏水性有机无机高硅含量丙烯酸酯聚合物乳液。