一种核壳结构纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液及其制备方法

摘要

本发明提供了一种核壳结构纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液，同时提供了采用乳液聚合法制备该乳液的方法。首先，应用溶胶凝胶法制备制出单分散纳米二氧化硅，并应用有机硅氧化硅烷对其进行表面改性，将改性后的纳米二氧化硅分散至去离子水中；采用乳液聚合法，以纳米二氧化硅为核结构的种子乳液，以丙烯酸酯混合单体进行聚合包覆，形成具有核壳结构的纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液，乳液粒子的微观形态为球形且结构为核壳结构，其中纳米二氧化硅作为核结构存在。

主权项

1.一种核壳结构纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液的制备方法，具体工艺步骤如下：A.改性纳米二氧化硅粒子的制备：各组份的加入量按以下体积份数计量制备工艺是：将乙醇、去离子水和氨水加入装有冷凝装置的反应器中加热至40～60℃，搅拌均匀后，再加入正硅酸乙酯，使其反应4～24h，继续搅拌并调节温度至20～30℃，然后向体系中加入硅烷偶联剂，保持搅拌温度反应8～20h，分离、再用乙醇洗涤3～4次，得到改性的纳米二氧化硅粒子；将其分散于去离子水中配成质量百分含量为3％的纳米二氧化硅分散液，待用；所述的硅烷偶联剂为：CH₂＝CH-Si(OR)₃，其中R基为C₁～C₂的烷酯基或烷基；B、二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液的制备各组份的加入量按以下质量份数计量制备工艺是：将二氧化硅分散液和去离子水加入装有冷凝装置的反应器中，搅拌均匀，再加入复合乳化剂和1～5份丙烯酸酯单体，加热至70～90℃并在250～300rpm的转速搅拌分散均匀后，再将剩余的丙烯酸酯单体缓慢加入、再加入引发剂，搅拌下保持70～90℃温度反应3～7h，冷却至室温，即获得纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液；所述的丙烯酸酯单体是丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体和功能性单体按质量比为50∶47∶3组成的混合物；其中丙烯酸酯硬单体为：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酰胺中的一种或多种；丙烯酸酯软单体为：丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基酯、丙烯酸羟乙酯中一种或多种；功能性单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种；所述的复合乳化剂为：阴离子型乳化剂和非离子乳化剂按2∶1的质量配成的混合物，其中阴离子型乳化剂是十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠；非离子乳化剂是烷基酚聚氧乙烯醚或辛基苯基聚氧乙烯醚乳化剂；所述的引发剂为：过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠的水溶液，其质量浓度为2～3％。