专利名称：长链硅氧基乙烯基硅氧烷和其改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷和其改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液及制备方法。
背景技术：
以(甲基)丙烯酸及其酯的共聚物为主要成膜物质的涂料统称为丙烯酸涂料。丙烯酸系涂料色浅，膜丰满，机械强度好，已成为一类重要的涂料品种。但它也存在着耐水性差、低温易变脆、耐候性不够好等缺点，影响其实用效果，聚硅氧烷刚好具备很好的耐水性、耐候性，以及很好的柔韧性。为此，研究者提出了丙烯酸一有机硅涂料，该涂料是集丙烯酸涂料和有机硅涂料之长，通过在丙烯酸树脂大分子主链和侧链上引入一定量的有机硅官能团，利用C-C共价键键能(108千卡/摩尔)比普通S1-O键键(83千卡/摩尔)大，对热、光稳定，不易受紫外光作用而劣化的特性，大大提高了丙烯酸涂料的耐侯性。同时，利用聚硅氧烷分子对称性高，整个分子链呈非极性，而具有极低的表面张力的特点，有效地改善了丙烯酸涂料的耐水性。为了获得这种有机硅丙烯酸涂料，早期，研究人员常用混合改性的方法将丙烯酸树脂和有机硅树脂混合，来达到改性的目的。但有机硅树脂与其它树脂相容性欠佳，所以改性的效果不能持久，·长时间使用后，有机硅成分会从膜表面慢慢消失。近年来，研究者常用化学改性的方法来制得性能优异的有机硅改性丙烯酸聚合物酯乳液(硅丙乳液)。制备硅丙乳液最常用的方法是利用含反应性官能团的有机硅单体与丙烯酸酯类单体进行自由基共聚，从而在聚合物主链上引入硅链段，得到稳定的硅丙乳液。常见的含反应性官能团的有机硅单体以硅烷偶联剂为主。但是，单独使用硅烷偶联剂存在一些不足，例如通常其分子链较短，反应中易被丙烯酸酯链遮盖、包埋，有机硅的改性效果体现不明显；并且其水解基团活性较大，易相互之间反应而交联缠结，放置稳定性差。因此，如果能增长接枝的有机硅链长度，则改性效果更佳。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种长链硅氧基乙烯基
硅氧烷。本发明的另一目的在于提供一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液的制备方法。本发明的目的还在于提供一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液及其制备方法。本发明的目的通过下述技术方案实现:一种长链娃氧基乙稀基娃氧烧，具有如式(I )的结构:
权利要求
1.一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷，其特征在于具有如式(I )的结构:
2.一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤:将80 150份水、3 6份阴离子乳化剂、2 4份非离子乳化剂和8 37.5份八甲基环四硅氧烷加入到反应容器中，氮气保护下，于70 90°C反应3 9h，再加入2.5 7.5份含不饱和双键的硅氧烷，于75 90°C反应3 9h，得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液。
3.根据权利要求2所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液的制备方法，其特征在于: 所述的阴离子乳化剂为烷基碳原子数在8 25的长链烷基苯磺酸； 所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯或聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯； 所述的含不饱和双键的娃氧烧为乙稀基二甲氧基娃烧、乙稀基二乙氧基娃烧、丙稀基三甲氧基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求2所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液的制备方法，其特征在于:所述的阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸或十六烷基苯磺酸。
5.一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液，其特征在于通过权利要求2 4任一项所述的制备方法制备得到。
6.权利要求1所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷的制备方法，其特征在于包括如下步骤:将权利要求5所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液用乙醇破乳得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的的长链硅氧基乙烯基硅氧烷的制备方法，其特征在于:所述的乙醇破乳的方法为:将所述长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液滴至体积为其2 4倍的乙醇中，再用超声波振荡I 4h，静置4 10h，倒掉上层清液，得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷。
8.一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其特征在于包括如下步骤:将97.5 167.5权利要求5所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液、7.8 50份(甲基)丙烯酸酯单体和0.5 3份引发剂加入到反应容器中，氮气保护下，于70 90°C反应3 9h得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液。
9.根据权利要求8所述的长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法，其特征在于:所述的(甲基)丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种； 所述的引发剂为过硫酸盐；所述的过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。
10.一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液，其特征在于通过权利要求8 9任一项所述的制备方法`制备得到。
全文摘要
本发明公开了一种长链硅氧基乙烯基硅氧烷和其改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液及制备方法。氮气保护下，将80～150份水、3～6份阴离子乳化剂、2～4份非离子乳化剂和8～37.5份八甲基环四硅氧烷在70～90℃反应3～9h，再加2.5～7.5份含不饱和双键的硅氧烷，75～90℃反应3～9h得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷乳液，该乳液用乙醇破乳得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷。将97.5～167.5份上述硅氧烷乳液、7.8～50份(甲基)丙烯酸酯单体、0.5～3引发剂在70～90℃反应3～9h得到长链硅氧基乙烯基硅氧烷改性(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液；该乳液具有良好的耐水性，其涂膜的断裂伸长率和拉伸强度得到增加。
文档编号C08G77/20GK103073724SQ20131002082
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者刘伟区, 苏奎 申请人:中科院广州化学有限公司