专利名称：单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚合物和精细化工技术领域，更具体地，本发明涉及单组分自交联反 应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液及其制备方法。
背景技术：
作为密封材料用的基础聚合物，近年来反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷(SPP0) 得到了快速发展。来自德国的例如Henkel和Degussa公司以及来自美国的例如Witco和 Crompton公司等都开发了使用SPP0作为所述基础聚合物的密封胶，并且SPP0的应用领域 也从最早的建筑行业扩展到其它领域，例如汽车领域等。但目前在国内有关SPP0的发展相 对缓慢，相关研发报道不多，并且也未见有与之相关的专利报道。作为重要的基础聚合物，水性SPP0不但将减少环境污染，而且还可以利用添加各 种助剂来降低成本和简化生产工艺，因此其应用可以由现在的建筑、汽车领域扩展到家用 领域，例如家庭装修和装饰等。但SPP0分子疏水性极强，并含有对水极为敏感的和可水解交联的反应性硅烷氧 基端基，因此很难是水性的，并且目前还没有见到关于水性SPP0的报道。因此，制备出性能优异的水性SPP0乳液可以大大拓宽SPP0的应用领域，并且在实 践和商业中是非常重要的。直接乳化和相反转乳化可以在不改变分子结构的情况下把聚合物乳化成水性乳 液。其中直接乳化通常需要使用大量的表面活性剂并且必须长时间强力搅拌，而且只有具 备特殊性质的一些聚合物才能被直接乳化，因此其应用范围有限。与所述直接乳化法相比， 相反转乳化法无需强力搅拌就可以将许多聚合物直接乳化成水性乳液，而且所得的乳液具 有小的胶乳粒子尺寸和优异的稳定性。
发明内容
本发明涉及单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液及其制备方法。所 述单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液符合环境要求，并且具有如下一些优 点，例如成本低、不可燃和使用安全等，因此可作为基本原料用于生产环境友好聚合物产 品，例如涂料、粘结剂和密封剂。所述制备方法采取相反转乳化，从而无需使用大量的表面 活性剂以及长时间的强力搅拌，因此生产工艺简单。具体地，本发明提供一种单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 包含反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷和复合乳化剂以及任选的亲油性助溶剂和保护胶体， 其溶解在水中，其中所述反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷的重均分子量为1500至150000， 优选2000至100000，最优选3000至80000，并且其具有以下示意性通式
权利要求
一种单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其包含反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷和复合乳化剂以及任选的亲油性助溶剂和保护胶体，其溶解在水中，其中所述反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷的重均分子量为1500至150000，优选2000至100000，最优选3000至80000，并且其具有以下示意性通式其中，n为0或1，m为0至10的整数，x为1至50的整数，y为15至2000的整数，R1为甲基或乙基，R2为甲基或乙基，R3为亚甲基或 (CH2)3 ，R4为H或苯基，R5为甲基或/和H，G为其中R6为 (CH2)6 、和/或FPA00001168109000011.tif,FPA00001168109000012.tif,FPA00001168109000013.tif,FPA00001168109000014.tif
2.权利要求1的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其特征在于所述 乳液的固含量为最高至80wt%，并优选45-70wt%。
3.权利要求1或2中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 特征在于所述乳液的胶乳粒子尺寸为小于10 μ m，并优选2-8 μ m。
4.权利要求1至3中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 中基于100份所述反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷计，所述复合乳化剂的量为2至20份， 优选4至16份，最优选4至14份，所述亲油性助溶剂的量为O至30份，优选O至25份，最 优选O至20份，所述保护胶体的量为0至10份，优选0至8份，最优选0至6份，和所述水 的量为20至200份，优选30至150份，最优选40至120份，所有份数均为重量份数。
5.权利要求1至4中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 中所述复合乳化剂是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合物或非离子表面活性 剂和阳离子表面活性剂的组合物。
6.权利要求5的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其中关于所述复 合乳化剂，在所述非离子表面活性剂与所述阴离子表面活性剂之间的重量比以及在所述非 离子表面活性剂与所述阳离子表面活性剂之间的重量比均为0. 5至10，优选1至7. 5，最优 选1至5。
7.权利要求1至6中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 中所述亲油性助溶剂选自烷烃、环烷烃、芳香烃和醚及其衍生物。
8.权利要求1至7中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液，其 中所述保护胶体是聚醚改性的聚硅氧烷，其具有如下示意性通式
9.通过相反转乳化制备权利要求1至8中任一项的单组分自交联反应性硅氧烷封端的 聚环氧丙烷乳液的方法，该方法包括如下步骤a.向反应器中加入所述反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷和复合乳化剂，任选还加入亲 油性助溶剂和保护胶体，并将它们充分搅拌混合；b.向该混合物中滴加水，并继续搅拌混合；和c.在滴加完毕后继续搅拌一段时间以得到所述单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚 环氧丙烷乳液。
10.权利要求9的方法，其中在步骤a中，所述温度为0-90°C和搅拌混合的持续时间为 10至240分钟，在步骤b中，将搅拌速率控制在50-3000rpm，和在步骤c中，搅拌的持续时 间为10-240分钟。
11.权利要求10的方法，其中在步骤a中，所述温度为5-50°C和搅拌混合的持续时间 为30至120分钟，在步骤b中，将搅拌速率控制在100-2000rpm，和在步骤c中，搅拌的持续 时间为20至180分钟。
12.权利要求11的方法，其中在步骤a中，所述温度为10-40°C和搅拌混合的持续时间 为30至100分钟，在步骤b中，将搅拌速率控制在200-1500rpm，和在步骤c中，搅拌的持续 时间为30至120分钟。
13.权利要求9至12中任一项的方法，其中在步骤b中以勻速滴加的方式加入水。
全文摘要
本发明涉及单组分自交联反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷乳液及其制备方法。在本发明的方法中，采用反应性硅氧烷封端的聚环氧丙烷(SPPO)作为原料，和采用聚醚改性的聚硅氧烷作为保护胶体，在复合乳化剂的存在下，通过相反转乳化制备了具有优异的贮存稳定性和冻融稳定性的水性SPPO乳液。该方法具有如下优点例如设备投资少、工艺简单、操作容易和生产成本低。并且所得的SPPO乳液可以作为基本原料用于生产环境友好水性产品，例如涂料、粘结剂、密封剂等。
文档编号C08G65/336GK101939356SQ200880122781
公开日2011年1月5日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年12月26日
发明者侯昭升, 张勇, 托马斯·费伊-沃伊·利姆, 李泽平, 谢伟, 赵志清, 阚成友 申请人:汉高两合股份公司