本发明属于制备纳米复合乳液技术领域，具体涉及一种棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯酸酯乳液具有成膜柔软、耐光、耐水、较耐摩擦、生产工艺简单和成本低廉等明显优点使得其在工业上被广泛应用。然而，聚丙烯酸酯乳液涂膜存在着“热黏冷脆”、不耐溶剂、耐热性不佳等缺点，又使其使用受到一定限制。因此，提高聚丙烯酸酯材料的力学性能和热性能等成为该领域的研究热点。
随着纳米技术的发展，将纳米粒子引入聚丙酸酯乳液中制备得到稳定的纳米复合聚丙烯酸酯复合乳液，大幅度提高了聚丙烯酸酯复合材料性能。并且有研究表明，不同形貌的纳米粒子引入材料中，对其材料的性能影响不同。目前关于球状纳米sio2复合材料被广泛研究，但是由于没有合适的模板，棒状sio2粒子的制备还不成熟，因此关于棒状sio2复合材料的研究还鲜见报道。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的主要目的在于一种简单易行，以细乳液液滴为模板制备棒状sio2溶胶，进而通过原位聚合法制备棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的制备方法，其特征在于：由表面活性剂组成细乳液液滴为模板制备棒状sio2溶胶，以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为原料，通过原位聚合制备棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
具体包括以下步骤，
步骤一：制备棒状纳米sio2溶胶：
将0.30-0.4g的十二烷基硫酸钠溶于45.0g，向其加入0.8-1.2g的正硅酸乙酯、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.2g十六烷；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h，即制得棒状纳米sio2溶胶；
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备的棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯和4.0262g甲基丙烯酸甲酯，在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
所述步骤一中以细乳液液滴为模板制备得到sio2纳米粒子为棒状结构的长度约为50nm-100nm。
所述的棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的制备方法所制得的棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明采用细乳液形成液滴为模板，以正硅酸乙酯为硅源制备棒状sio2溶胶，以甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯为原料，通过原位聚合制备棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。在此过程中具有以下特点：反应过程操作简单、时间较短、原料易得，合成稳定的棒状sio2/聚丙烯酸酯复合乳液，相比于常规的成膜材料来说，引入棒状sio2后其成膜的力学性能提升了500%，卫生性能提高了25%。
附图说明
图1为棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的tem表征图。
其中，a：棒状sio2；b：聚丙烯酸酯乳胶粒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明提供一种棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的制备方法，由表面活性剂组成细乳液液滴为模板制备棒状sio2溶胶，以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为原料，通过原位聚合制备棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
具体包括以下步骤，
步骤一：制备棒状纳米sio2溶胶：
将0.30-0.4g的十二烷基硫酸钠溶于45.0g，向其加入0.8-1.2g的正硅酸乙酯、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.2g十六烷；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h，即制得棒状纳米sio2溶胶；
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备的棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯和4.0262g甲基丙烯酸甲酯，在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
所述步骤一中以细乳液液滴为模板制备得到sio2纳米粒子为棒状结构的长度约为50nm-100nm。
所述的棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液的制备方法所制得的棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。从图1可以看出，sio2明显成短棒状，且其分散性良好，没有团聚现象产生，同时均匀的附着在聚丙烯酸乳胶粒表面。
实例1
步骤一：制备纳米棒状纳米sio2溶胶：
将0.3g的十二烷基硫酸钠（sds）溶于45.0g，向其加入0.8g的正硅酸乙酯（teos）、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）和0.2g十六烷（hd）；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h。
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯（ba）和4.0262g甲基丙烯酸甲酯（mma），在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵（aps）加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
实例2
步骤一：制备纳米棒状纳米sio2溶胶：
将0.35g的十二烷基硫酸钠（sds）溶于45.0g，向其加入0.8g的正硅酸乙酯（teos）、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）和0.2g十六烷（hd）；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h。
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯（ba）和4.0262g甲基丙烯酸甲酯（mma），在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵（aps）加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
实例3：
步骤一：制备纳米棒状纳米sio2溶胶：
将0.4g的十二烷基硫酸钠（sds）溶于45.0g，向其加入0.8g的正硅酸乙酯（teos）、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）和0.2g十六烷（hd）；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h。
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯（ba）和4.0262g甲基丙烯酸甲酯（mma），在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵（aps）加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
实例4：
步骤一：制备纳米棒状纳米sio2溶胶：
将0.4g的十二烷基硫酸钠（sds）溶于45.0g，向其加入1.0g的正硅酸乙酯（teos）、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）和0.2g十六烷（hd）；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h。
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯（ba）和4.0262g甲基丙烯酸甲酯（mma），在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵（aps）加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
实例5：
步骤一：制备纳米棒状纳米sio2溶胶：
将0.4g的十二烷基硫酸钠（sds）溶于45.0g，向其加入1.2g的正硅酸乙酯（teos）、0.2g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）和0.2g十六烷（hd）；
混合乳化5min，超声10min，形成细乳液液滴，加入naoh水溶液调节细乳液的ph至8-9；
将水浴锅升温至60℃，在150ml三口烧瓶中加入制备的细乳液，转速调至300rpm，反应2h。
步骤二：制备杂化纳米复合乳液：
将步骤一制备棒状纳米sio2溶胶中加入6.0637g丙烯酸丁酯（ba）和4.0262g甲基丙烯酸甲酯（mma），在常温下，转速调至400rpm，搅拌2h制成棒状纳米sio2溶胶混合液；
将0.35g过硫酸铵（aps）加入64.35g水中制成过硫酸铵水溶液；
将水浴锅升温75℃，在三口烧瓶中加入制得的棒状纳米sio2溶胶混合液，转速300rpm，开始搅拌，滴加过硫酸铵水溶液，3h内滴加完毕，保温2h，，冷却至室温，停止搅拌，即得棒状sio2/聚丙烯酸酯杂化纳米复合乳液。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。