一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂及其制备方法。水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂以超支化聚硅烷为核，其特有的空间三维网络树形结构、较大的分子链间距以及分子链之间的空腔结构为粘合剂提供了绝佳的透气性；粘合剂壳结构中的丙烯酸酯分子链段提供粘附性能，核结构中的含硅分子链段提供防水性。此粘合剂成本低廉，透气防水性能优异，环境友好且无毒副作用，可以作为家具纸板等材料的粘合剂。

A water-borne acrylate core shell structure adhesive with hyperbranched polysilane as core and its preparation method

The invention relates to a water-borne acrylate core shell structural adhesive with hyperbranched polysilane as core and a preparation method. Adhesive waterborne acrylate core-shell structure with hyperbranched polysilane as core and cavity structure between the unique three-dimensional network of molecular chain structure, large tree spacing and molecular chain for the adhesive provides excellent air permeability; adhesive shell structure of the acrylic molecular chain segment provides adhesion properties of silicon containing molecular chains provide waterproofing in nuclear structure. This adhesive has low cost, excellent permeability and waterproof performance, environmentally friendly and non-toxic side effects, and can be used as a binder for furniture cardboard and other materials.

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂及其制备方法
本专利技术涉及一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，具体而言涉及一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂及其制备方法。
技术介绍
水性丙烯酸酯核壳结构上浆剂由于其环境友好、无毒、无VOC排放、分子量大、固含量高、价格低廉等优点，在越来越多的领域获得了广泛的应用，特别是在医用领域，作为纱布贴、止血贴、药贴等各种医用产品与人体粘贴的纽带，水性丙烯酸酯具有天然的优势。但是，由于水性丙烯酸酯分子量大，分子链缠绕严重，分子链的运动能力十分微弱，作为家具纸板粘合剂使用时，其难透气、难防水的劣势阻碍了其向更高端应用迈进的步伐。
技术实现思路
为了解决水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂在医用领域难透气难防水的问题，本专利技术以超支化聚硅烷为核，制备了水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，获得一种低成本的防水易透气的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂。本专利技术提供了一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，该粘合剂具有包含核、壳双层的结构，结构中核、壳的重量百分比为：所述核为超支化聚硅烷0.01wt％～5wt％；所述壳为水性丙烯酸酯95wt％～99.99wt％。优选地，所述超支化聚硅烷为乙烯基封端，分子量为5000～50000g/mol，支化度为40％～49％，具有如下重复的分子结构：所述水性丙烯酸酯所用的丙烯酸酯单体包括丙烯酸酯硬单体和丙烯酸酯软单体；所述丙烯酸酯硬单体为玻璃化转变温度在0℃以上的单体，包括但不局限于丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺等；所述丙烯酸酯软单体为玻璃化转变温度在0℃以下的单体，包括但不局限于丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸烷基酯等；优选地，所述丙烯酸酯硬单体与所述丙烯酸酯软单体的质量比为1:1～1:2。本专利技术还提供一种上述超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂的制备方法，包含如下步骤：步骤1：超支化聚硅烷核结构预乳液的制备；步骤2：超支化聚硅烷核结构乳液的制备；步骤3：超支化聚硅烷为核的核壳双层结构乳液的制备。所述步骤1通过如下分步骤实现：A：先将去离子水、乳化剂加入预乳化釜中搅拌混合；B：再将超支化聚硅烷和丙烯酸酯硬单体加入预乳化釜中，搅拌10～60min，混匀。优选地，所述步骤1的核结构预乳液的丙烯酸酯硬单体浓度为60wt％～85wt％。所述步骤2通过如下分步骤实现：A：将去离子水、乳化剂加入反应釜中搅拌，在冷凝回流下升温至78～80℃；B：将一定量的引发剂加入反应釜中，升温至80～85℃；C：将一部分超支化聚硅烷核结构预乳液加入反应釜中，反应15～45min；D：将剩余的超支化聚硅烷核结构预乳液和一定量的引发剂同时加入反应釜中，应缓慢加入，在2～4时间内加完，加入完毕后保温30～60min；优选地，所述步骤B中的引发剂占超支化聚硅烷核结构乳液总量的0.05wt％～0.5wt％，所述步骤D中的引发剂占超支化聚硅烷核结构乳液的0.05wt％～0.5wt％。或者，所述步骤2通过如下分步骤实现：A：将去离子水、乳化剂加入反应釜中搅拌，开通冷凝回流装置，升温至78～80℃；B：将一定量的引发剂加入反应釜中，升温至80～85℃；C：将超支化聚硅烷核结构预乳液和一定量的引发剂同时加入反应釜中，应缓慢加入，在2～4时间内加完，加入完毕后保温30～60min；优选地，所述步骤B中的引发剂占超支化聚硅烷核结构乳液总量的0.05wt％～0.5wt％，所述步骤C中的引发剂占超支化聚硅烷核结构乳液的0.05wt％～0.5wt％。所述步骤3通过如下分步骤实现：A：将丙烯酸酯软单体、乳化剂和引发剂加入支化聚硅烷核结构乳液中，应缓慢加入，在2～4时间内加完，加入完毕后升温至80～85℃，反应30～120min；B：反应完毕后，冷却，调节乳液pH至7～8。本专利技术的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，采用具有空间三维网络树形结构的超支化聚硅烷为核，其分子链长且间距大，分子链之间具有纳米级的空腔结构，能够有效提高胶粘剂的透气性能；壳结构中的丙烯酸酯分子链主要提供粘结性能，核结构中的含硅分子连段提供防水性能；核、壳通过化学键结合，结合牢固。本专利技术的优点：一、粘合剂原料成本低廉；二、超支化聚硅烷含量极低即可获得透气性能与防水性能优异的压敏胶；三、粘合剂的制备工艺简单，无环境污染，无毒副作用，可以作为家具纸板粘合剂广泛使用。附图说明图1为本专利技术所用的具有空间三维网络结构的超支化聚硅烷的空间分子结构示意图。具体实施方式以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所做的修改或替换，均属于本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例11、超支化聚硅烷核结构预乳液的制备称取35g去离子水、1g乳化剂SC-09加入预乳化釜中，开启搅拌装置，加入0.02g超支化聚硅烷(无锡海特斯帝高分子材料有限公司，SD-SUSI002)，99.98g甲基丙烯酸甲酯，搅拌30分钟，得到核结构预乳液，备用。2、超支化聚硅烷核结构乳液的制备反应釜中加入50g去离子水、1g乳化剂SC-09，开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，将0.8g引发剂过硫酸铵溶解在20g水中，一次性加入反应釜中，升温至83℃，加入17g核结构预乳液，反应30分钟。将1g引发剂过硫酸铵溶解在45g水中，与剩余核结构预乳液同时滴加入反应釜中，滴加时间3小时，保温30分钟。3、超支化聚硅烷为核的核壳双层结构乳液的制备称取60g丙烯酸异辛酯(上海华谊)，40g丙烯酸丁酯(上海华谊)，称取1g乳化剂SC-09，将乳化剂与丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯混合；称取1g引发剂过硫酸铵溶解在50g水中；将上述称量物滴加入步骤2的反应釜中，滴加时间3小时。升温至85℃，保温1小时。降温至45℃，加入氨水调节pH至7。本实施例1制备的超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂涂覆在PET膜上，测试接触角为113°。实施例21、超支化聚硅烷核结构预乳液的制备称取33g去离子水、1g乳化剂SC-09加入预乳化釜中，开启搅拌装置，加入0.06g超支化聚硅烷(无锡海特斯帝高分子材料有限公司，SD-SUSI002)，99.94g甲基丙烯酸甲酯，搅拌30分钟，得到核结构预乳液，备用。2、超支化聚硅烷核结构乳液的制备反应釜中加入50g去离子水、1g乳化剂SC-09，开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，将0.8g引发剂过硫酸铵溶解在20g水中，一次性加入反应釜中，升温至83℃。将1g引发剂过硫酸铵溶解在47g水中，与核结构预乳液同时滴加入反应釜中，滴加时间3小时，保温30分钟。3、超支化聚硅烷为核的核壳双层结构乳液的制备称取50g丙烯酸异辛酯，50g丙烯酸丁酯，称取1g乳化剂SC-09，将乳化剂与丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯混合；称取1g引发剂过硫酸铵溶解在50g水中；将上述称量物滴加入步骤2的反应釜中，滴加时间3小时。升温至85℃，保温1小时。降温至50℃，加入氨水调节pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，其特征在于，所述粘合剂具有包含核、壳双层的结构，结构中核、壳的重量百分比为：所述核为超支化聚硅烷    0.01wt％～5wt％；所述壳为水性丙烯酸酯    95wt％～99.99wt％。

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，其特征在于，所述粘合剂具有包含核、壳双层的结构，结构中核、壳的重量百分比为：所述核为超支化聚硅烷0.01wt％～5wt％；所述壳为水性丙烯酸酯95wt％～99.99wt％。2.根据权利要求1所述的超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，其特征在于，所述超支化聚硅烷为乙烯基封端，分子量为5000～50000g/mol，支化度为40％～49％。3.根据权利要求1所述的超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，其特征在于，所述超支化聚硅烷具有如下重复的分子结构：4.根据权利要求1所述的超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂，其特征在于，所述水性丙烯酸酯的单体包括丙烯酸酯硬单体和丙烯酸酯软单体；所述丙烯酸酯硬单体为玻璃化转变温度在0℃以上的单体，包括丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或羟甲基丙烯酰胺；所述丙烯酸酯软单体为玻璃化转变温度在0℃以下的单体，包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正己酯和/或甲基丙烯酸烷基酯；优选地，所述丙烯酸酯硬单体与所述丙烯酸酯软单体的质量比为1:1～1:2。5.权利要求1～4任一项所述的超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：超支化聚硅烷核结构预乳液的制备；步骤2：超支化聚硅烷核结构乳液的制备；步骤3：超支化聚硅烷为核的核壳双层结构乳液的制备。6.根据权利要求5所述超支化聚硅烷为核的水性丙烯酸酯核壳结构粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1通过如下分步骤实现：A：先将去离子水、乳化剂加入预乳化釜中搅拌混合；B：再将超支化聚硅烷和丙烯酸酯硬单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫东，曹英杰，吴立波，黄馨，卫晓波，李小静，白永平，李晶波，殷晓芬，
申请(专利权)人：无锡海特新材料研究院有限公司，太仓东立纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32