一种含有多官能度增强组份的硅氧烷乳液的制作方法
【专利摘要】一种含有有机硅的乳液通过以下方法制备：在5℃～100℃下，将聚乙烯醇、烷氧基硅烷、水和表面活性剂混合，通过搅拌剪切乳化这些组份；将促进缩合反应的酸或碱催化剂加入上述乳液继续搅拌到聚合物粘度不再增加，最终制得了具有防水、润滑功能的有机硅聚合物乳液。
【专利说明】一种含有多官能度增强组份的硅氧烷乳液
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机硅氧烷的涂料，涂覆在玻璃和建筑物表面后有防水、润滑和保护表面的作用。
【背景技术】
[0002]涂料是一种液体混合物，涂覆在物体表面后能形成薄膜从而起到防水、防锈、防UV、防划伤、绝缘和防菌等功能。中国发明专利CN1012079888A阐述了使用苯乙烯的溶液作为防水涂层。该专利中使用了苯类有毒溶剂。中国发明专利CN93111197阐述了使用苯丙乳液作为建筑物的防水涂料，并使用了重钙、滑石粉、石粉和钛白粉作为防水涂层的骨料。该涂料具有成膜后硬度高、抗湿性能好的优点，但不透明，不能应用于建筑上的玻璃幕墙。中国发明专利89104899阐述了使用聚丙烯酸酯树脂类涂料，用于油毡和浙青的防水层。该涂层同样不能应用于玻璃表面的防水和防划伤。烷基硅氧烷作为防水涂料已经被广泛的应用在建筑上，但由于其较高的疏水性，该类涂层与建筑物表面的粘接力不强，而且现有烷基硅氧烷乳液粘度偏低，在建筑物表面浸润性差，成膜不均匀。
[0003]因此，急需开发一种能广泛应用于玻璃和其他建筑物表面的功能性涂层，与建筑物表面附着力强，粘度高，使用方便，生产过程中无VOC释放。
【发明内容】
[0004]本发明开发出了一种能广泛应用各种表面，尤其是建筑物和玻璃表面的功能性涂层，保护表面，防水防划伤，并且与表面附着力强，而且使用方便。
[0005]为了实现上述功能，专利中在烷基硅氧烷乳液中添加了聚乙烯醇。聚乙烯醇，为一种可生物降解、生物相容的无毒高分子，被广泛地应用于制造纤维、胶体、涂料、造纸、胶水、板材、功能膜以及手术用缝合线等领域。聚乙烯醇具有优秀的机械性能、极低的氧气透过率、耐油、耐大部分有机溶剂、容易溶于水、生物降解性和生物相容性。这里，聚乙烯醇是指纯聚乙烯醇或聚乙烯醇的共聚物或聚乙烯醇的共混物，包括一切可能的配比，一切可能的分子量，一切可能的水解度。聚乙烯醇的供应商有Air Products的Vinol? 107 (MW =22，OOOto 31，000 克 / 摩尔，98-98.8%水解度)，Polysciences4397 (MW = 25，000 克 / 摩尔，98.5%水解度)，Chan Chun 的 BF 14，DuPont Elvanol? 90-50 和 Unitika 的 UF-120。其他供应商还有四川维尼纟仑厂，Nippon Gohsei (Gohsenol?) 9 Monsanto (Gelvatol?)，Wacker (Polyviol?) > Kuraray> Deriki 和 Shin-Etsu。当聚乙稀醇的醇解度低于 86% 时，聚乙烯醇在常温下可以溶于水中；当醇解度高于86%时，聚乙烯醇需要在更高的温度，如80°C才能溶解。在本发明中，聚乙烯醇具有以下功能:(1)作为表面活性剂，能提高乳液对表面的浸润性，提高乳液与表面的粘接力。(2)作为增稠剂，在用量较少的情况下，可以有效提高乳液的粘度，提高乳液在表面的成膜性和成膜均匀性。(3)作为反应物，聚乙烯醇中的大量醇羟基参与到烷氧基硅烷的缩合反应中，与硅氧烷形成新的化学键，从而使聚乙烯醇均匀、有机的混合到聚硅氧烷产物中，提高了乳液成膜的机械性能。[0006]烷氧基硅烷能在酸性或碱性条件下，进行缩合反应，释放醇类小分子，生成线性或枝状结构的聚烷氧基硅烷。聚烷氧基硅烷与物体表面，尤其是玻璃表面，有着较强的附着力；当含有聚烷氧基硅烷的乳液涂覆在物体表面上以后，所形成的薄膜能耐机械摩擦，并耐水浸泡。
[0007]本发明中使用的烷基烷氧基硅烷包括结构式⑴，(ii), (iii)和(iv):
[0008]
【权利要求】
1.制备含水硅氧烷乳液的方法，该方法包括:在5°c~100°C下，混合聚乙烯醇、至少一种乳化剂和水，然后加入烷氧基硅烷，搅拌乳化，添加适量酸性或碱性化合物到上述硅氧烷乳液中，继续搅拌至乳液粘度不再增加。
2.权利要求1的方法，其中聚乙烯醇的醇解度为80~99%，分子量为20000克/摩尔~200000克/摩尔，优选用量为0.1~10重量％。
3.权利要求1的方法，其中烷氧基硅烷包括结构式(i)，(ii)，(iii)和(iv):
4.权利要求1~3的方法，其中烷氧基硅烷是四乙氧基硅烷。
5.权利要求1~3的方法，其中烷氧基硅烷是奎基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烧、十四烷基二甲氧基硅烷、十TK烷基二甲氧基硅烷、查基二乙氧基硅烷、十二烷基二乙氧基硅烷、十四烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷的一种或组合物。
6.权利要求1~3的方法，其中烷氧基硅烷是二奎基二甲氧基硅烷、二-十二烷基二甲氧基硅烷、二 -十四烷基二甲氧基硅烷、二 -十六烷基二甲氧基硅烷、二奎基二乙氧基硅烷、二 -十二烷基二乙氧基硅烷、二 -十四烷基二乙氧基硅烷或二 -十六烷基二乙氧基硅烷中的一个或组合物。
7.权利要求书I的方法，其中乳化剂包括阴离子乳化剂，阳离子乳化剂，非离子乳化剂或两性乳化剂中的一种或混合物。优选阴离子乳化剂和阳离子乳化剂，更优选十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、油酰氧基乙磺酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵，最优先十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或或十八烷基三甲基氯化铵的一种或混合物。优选用量为1~15重量％。
8.权利要求书I的方法，其中添加到有机硅氧烷中的酸包括有机酸和无机酸，包括乙酸，三氟乙酸，马来酸，柠檬酸；无机酸包括盐酸，硫酸，十二烷基苯磺酸，硝酸，磷酸。添加到有机硅氧烷中的碱包括有机碱和无机碱。无机碱包括碱金属其氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化胺。有机碱包括乙醇氨，三乙醇氨。优选乙酸，三氟乙酸，马来酸，柠檬酸，盐酸，硫酸，十二烷基苯磺酸，氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化胺，最优先乙酸，三氟乙酸，马来酸，柠檬酸，氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化胺。优选用量为0.5~5重量％。
9.权利要求书I~8中，水的用量为30~90重量％。
10.权利要求书I~9中，制备聚硅氧烷的方法包括在一定温度下，将聚乙烯醇、烷氧基硅烷、水和表面活性剂混合；通过搅拌剪切乳化这些组份；将促进缩合反应的酸或碱催化剂加入上述乳液继续聚合。
11.权利要求书I~10中，聚合温度为5°C~100°C，优选151:~801:，更优选201:~60°C，最优先 25°C ~45°C。
【文档编号】C09D183/04GK103865063SQ201210571720
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】董方民 申请人:董方民