CN103483493B - 有机硅改性丙烯酸酯乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机硅改性丙烯酸酯乳液及其制备方法，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5-9份、有机硅单体1-3.5份，乳化剂.4-0.6份、引发剂0.2-0.3份、pH调节剂0.01-0.03份、去离子水28-32份；所述丙烯酸酯类混合单体为质量比5.5-6.5:3.5-4.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷。本发明采用反应型乳化剂进行聚合反应，所得乳液稳定，其乳胶膜具有较低的表面能和较好的耐水性，可用作金属防腐涂料的主要成膜物质。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，特别是涉及一种有机硅改性丙烯酸酯乳液及其制备方法。
背景技术
目前，常规的乳液聚合中，乳化剂主要通过物理作用吸附于乳胶粒的表面上。在乳液应用于乳胶漆或其它保护涂料时，乳液成膜后乳化剂会通过聚合物本体相迁移到乳胶膜的表面，并发生富集，从而使聚合物的耐水性、耐溶剂性和力学性能降低，由此降低了乳胶膜的使用性能。
丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性等，在涂料、粘合剂、织物整理剂等方面具有广泛的应用，但是丙烯酸酯树脂又有耐水性差、低温易变脆、高温易变黏等缺点，因而限制了其进一步发展。
因此有必要对丙烯酸树脂进行改性，制备出环保高性能的丙烯酸酯乳液，提高乳液稳定性和耐水性能，实现树脂的水性化，减少VOC排放，促进防腐涂料行业的产业升级具有重要的意义。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种有机硅改性丙烯酸酯乳液。
具体的技术方案如下：
一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5-9份、有机硅单体1-3.5份，乳化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.3份、pH调节剂0.01-0.03份、去离子水28-32份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比5.5-6.5:3.5-4.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷。
在其中一些实施例中，所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵或1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠。
在其中一些实施例中，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
在其中一些实施例中，所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
本发明的另一目的是提供上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法。
具体的技术方案如下：
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将25-35%的去离子水与45-50%的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加有机硅单体和7-35%丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)预乳液2的制备
常温下，将余量的去离子水和余量的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加剩余的丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
将步骤(1)得到的种子预乳液1置于65-75℃水浴中，在150-250r/min低速搅拌下加入40-50%的引发剂和pH调节剂，搅拌反应12-17min，然后升温至80℃，体系出现蓝光时，补加8-9%的引发剂，保温并持续反应25-35min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向步骤(3)得到的种子乳液中分别滴加预乳液2和剩余的引发剂，2.5-3.5h内滴加完毕，继续搅拌反应1.5-2.5h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
本发明的原理及有益效果如下：
为了克服常规乳化剂的不足，一种有效的途径就是在乳液聚合中使用可聚合乳化剂。与常规乳化剂相比，这种可聚合乳化剂在起常规乳化剂作用的同时，还可以共价键的方式键合到聚合物粒子表面，成为聚合物的一部分，避免了乳化剂从聚合物粒子上解吸或在乳胶膜中迁移，大大减少了乳胶膜表面的亲水基团，从而能提高乳液的稳定性和乳胶膜的疏水性能。
有机硅氧烷树脂，因其主链含有Si-O-Si键，具有高度的柔顺性，耐高低温性能好，表面能低，耐水性优良等特点。采用乳液聚合方法制备水性有机硅改性丙烯酸酯树脂，改善纯丙烯酸树脂“热粘冷脆”缺点的同时，赋予乳胶膜低的表面能和良好的耐水性。
通过上述两种方法的协同作用来制备有机硅改性丙烯酸酯乳液，能够提高乳液稳定性和耐水性能，实现树脂的水性化，减少VOC排放。
本发明采用反应型乳化剂进行聚合反应，使乳化剂对反应单体增溶的同时参与聚合到大分子链上，减少了乳化剂在乳胶膜中的迁移，提高其耐水性。通过采用种子半连续乳液聚合法，制备出核壳型有机硅改性丙烯酸酯乳液（其乳胶粒具有明显的核壳结构），在丙烯酸酯聚合物链上引入有机硅官能团，提高了乳胶膜的耐水性。通过这两种方法的协同作用，所得乳液稳定，其乳胶膜具有较低的表面能和较好的耐水性（乳胶膜表面能低于25mN/m，吸水率低于14%（质量）），可用作金属防腐涂料的主要成膜物质。
本专利中制备的有机硅改性丙烯酸酯乳液是以硅丙共聚物为核，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物为壳的乳胶粒，将壳层中甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量比设定为5.5-6.5:3.5-4.5，使壳层的丙烯酸酯共聚物玻璃化转变温度(Tg)控制在10℃-25℃，从而保证该乳液能够在室温下成膜，简化成膜工艺，便于实际应用。另外，以往文献报道的硅丙乳液所用的有机硅单体大多为含双键的硅烷偶联剂，如八甲基环四硅氧烷（D4）、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)等，由于含有可水解基团Si-O-C，在乳液聚合过程中会发生一定程度的水解、缩合，从而使聚合物分子间过度交联而导致反应失稳，难以获得稳定的高硅含量的硅丙共聚乳液。本发明采用γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷，即将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)中Si-OCH3基团置换成空间位阻更大的Si-OSi(CH3)3，不但解决了硅烷偶联剂在乳液聚合过程中的水解问题，还引入了-Si(CH3)3基团，提高了聚合物中的硅含量和憎水性。
具体实施方式
本发明所使用的原料如下：
烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵购自佛山市科的气体化工有限公司；
1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠购自无锡罗地亚精细化工有限公司；
甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯购自天津市博迪化工有限公司；
γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）购自阿拉丁试剂（上海）有限公司。
有机硅改性丙烯酸酯乳液性能测试方法如下：
表面能：将乳液小心地涂在干净的玻璃板上，使其均匀平铺，干燥成膜。采用JC2000D1接触角测量仪测出接触角，再用Fowkes方程计算乳胶膜的表面能。
吸水率：将乳液小心地涂在干净的玻璃板上，使其均匀平铺，干燥成膜后称重m1，观察膜的透明性及柔软性，再将涂膜置于水中侵泡48h，取出吸干表面水分后称重m2，按下式计算膜的吸水增重率ω=（m2-m1）/m1×100%。
聚合物的玻璃化转变温度（Tg）测试:取一定量的乳液烘干后，在氮气氛围下用TA-Q10示差扫描量热计(TACo.,USA)测量，升温速率为20℃/min，氮气流速率为50mL/min。
以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
本实施例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：
丙烯酸酯类混合单体9份、有机硅单体1份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比5.5:4.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加1份TRIS和3份丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶置于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min，升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为24.7mN/m，吸水率为13.6%，乳胶粒壳层聚合物玻璃化转变温度(Tg)为11.42℃。
实施例2
本实施例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体8.5份、有机硅单体1.5份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比5.5:4.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸钾；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加1.5份TRIS和2.5份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min，升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为24.1mN/m，吸水率为12.6%，乳胶粒壳层聚合物玻璃化转变温度(Tg)为10.06℃。
实施例3
本实施例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体8份、有机硅单体2份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比6.0:4.0的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加2份TRIS和2份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)滴加预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min，升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得有机硅改性丙烯酸酯乳液。
有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为23.2mN/m，吸水率为10.2%，乳胶粒壳层聚合物玻璃化转变温度(Tg)为18.53℃。
实施例4
本实施例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体7份、有机硅单体3份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比6.0:4.0的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷（TRIS）；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加3份TRIS和1份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)滴加预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min，升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为22.8mN/m，吸水率为9.3%，乳胶粒壳层聚合物玻璃化转变温度(Tg)为17.62℃。
实施例5
本实施例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5份、有机硅单体3.5份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、H调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比6.5:3.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加3.5份TRIS和0.5份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)滴加预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min；升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h；降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得有机硅改性丙烯酸酯乳液。
有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为22.3mN/m，吸水率为8.9%，乳胶粒壳层聚合物玻璃化转变温度(Tg)为24.87℃。
对比例1
本对比例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5份、有机硅单体3.5份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为所述丙烯酸酯类混合单体为质量比6.5:3.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加3.5份KH-570和0.5份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)滴加预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min；升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h；降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得有机硅改性丙烯酸酯乳液。
该有机硅改性丙烯酸酯乳液胶膜的表面能为27.5mN/m，吸水率为15.6%，玻璃化转变温度(Tg)为23.43℃。
对比例2
本对比例一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5份、有机硅单体3.5份，乳化剂0.6份、引发剂0.23份、pH调节剂0.02份、去离子水30份；
所述丙烯酸酯类混合单体为所述丙烯酸酯类混合单体为质量比7.0:3.0的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷；
所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵；
所述引发剂为过硫酸铵；
所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
上述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法如下：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将10份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)、倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加3.5份TRIS和0.5份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)滴加预乳液2的制备
常温下，将20份去离子水、0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(DNS-86)倒入四口烧瓶中，高速搅拌（转速为800r/min）下缓慢滴加6份丙烯酸酯类混合单体，搅拌1h，超声20min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
低速搅拌(200r/min)，将装有种子预乳液1的四口烧瓶至于70℃水浴中，并且加入0.1份引发剂，0.02份磷酸氢二钠，继续搅拌15min；升温至80℃，体系出现蓝光时，补加0.02份引发剂，保温并继续反应30min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在80℃，向装有种子乳液的四口烧瓶中分别滴加预乳化液2和剩余的0.11份引发剂，3h内滴加完毕，继续搅拌并保温2h；降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得有机硅改性丙烯酸酯乳液。
该有机硅改性丙烯酸酯乳液的壳层玻璃化转变温度(Tg)为39.26℃，在常温下难以成膜，其表面能及吸水率数据无法测定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种有机硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，由如下重量份的原料制备而得：丙烯酸酯类混合单体6.5-9份、有机硅单体1-3.5份，乳化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.3份、pH调节剂0.01-0.03份、去离子水28-32份；
所述丙烯酸酯类混合单体为质量比5.5-6.5:3.5-4.5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷；
所述有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将25-35％的去离子水与45-50％的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加有机硅单体和7-35％丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)预乳液2的制备
常温下，将余量的去离子水和余量的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加剩余的丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
将步骤(1)得到的种子预乳液1置于65-75℃水浴中，在150-250r/min低速搅拌下加入40-50％的引发剂和pH调节剂，搅拌反应12-17min，然后升温至80℃，体系出现蓝光时，补加8-9％的引发剂，保温并持续反应25-35min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在75-85℃，向步骤(3)得到的种子乳液中分别滴加预乳液2和剩余的引发剂，2.5-3.5h内滴加完毕，继续搅拌反应1.5-2.5h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚10硫酸铵或1-丙烯基-2-羟基烷基磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述pH调节剂为磷酸氢二钠。
5.权利要求1-4任一项所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)种子预乳液1的制备
常温下，将25-35％的去离子水与45-50％的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加有机硅单体和7-35％丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色种子预乳液1；
(2)预乳液2的制备
常温下，将余量的去离子水和余量的乳化剂置于反应器中，在750-850r/min高速搅拌下缓慢滴加剩余的丙烯酸酯类混合单体，搅拌反应0.5-1.5h，超声15-25min，得到稳定的乳白色预乳液2；
(3)种子乳液的制备
将步骤(1)得到的种子预乳液1置于65-75℃水浴中，在150-250r/min低速搅拌下加入40-50％的引发剂和pH调节剂，搅拌反应12-17min，然后升温至80℃，体系出现蓝光时，补加8-9％的引发剂，保温并持续反应25-35min，得到种子乳液；
(4)有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备
温度控制在75-85℃，向步骤(3)得到的种子乳液中分别滴加预乳液2和剩余的引发剂，2.5-3.5h内滴加完毕，继续搅拌反应1.5-2.5h，降至室温后用氨水调节pH值至6～7，过滤出料，即得所述有机硅改性丙烯酸酯乳液。
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