一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法与应用。按重量份数计，有机硅丙烯酸乳液的原料包括：0

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子
，具体而言，涉及一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]微水泥是一种新型装饰材料，其由高强度水泥、无机盐粉体和高分子聚合物等组成，具有强度高、厚度薄、无缝施工、防水防油等特点。与水泥不同，微水泥不但能作为基础施工材料使用，还可以用来装饰内外墙面和地面，也可以装饰天花板、泳池、台面，甚至是全屋墙面，令空间展现更加高级的质感。
[0003]高分子聚合物作为微水泥的主要成分之一，对微水泥的性能有着重要的影响。由于水泥为无机材料，并且具有极强的碱性，因此对高分子聚合物与水泥的相容性以及在强碱条件下的稳定性要求极高。而目前常用的微水泥用高分子聚合物为丙烯酸乳液，但是现有的丙烯酸乳液在强碱性条件下稳定性不佳，与水泥的相容性较差，添加到水泥粉体中容易出现凝胶、固化速度太快等问题，并且现有的丙烯酸乳液通常含有大量的亲水基团，导致得到的微水泥吸水率极大、耐水性极差。不仅如此，现有的大部分丙烯酸乳液的韧性和强度不高，容易导致水泥发生收缩爆裂。CN112457453提出了一种与水泥相容性好的丙烯酸乳液，其通过加入乙烯基硅氧烷乳液、乙烯基有机硅单体、可聚合有机硅单体等硅单体来提高丙烯酸乳液与水泥的相容性和耐水性，但是该专利提出的配方组成复杂、有机硅单体加入量过多，生产时容易出现有机硅单体的接枝率低，反应体系不稳定等问题。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法，以改善现有技术中微水泥用的高分子聚合物在强碱条件下的稳定性不佳以及与水泥相容性差等问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种有机硅丙烯酸乳液，按重量份数计，其原料包括：0
‑
20份软单体、15
‑
25份硬单体、1
‑
2份含羟基丙烯酸酯单体、0.5
‑
2份含羧基单体、0.5
‑
8份硅单体、0.5
‑
2份乳化剂、0.01
‑
1份引发剂、0.5
‑
1份中和剂、39
‑
81.99份水；
[0008]硅单体为含双键的硅烷低聚物；硅单体的分子量为500
‑
2000g/mol。
[0009]第二方面，本专利技术提供了上述有机硅丙烯酸乳液的制备方法，其步骤包括：
[0010]将原料中的水分为第一部分水和第二部分水，乳化剂分为第一部分乳化剂和第二部分乳化剂；
[0011]先将第一部分水、第一部分乳化剂以及软单体、硬单体、含羟基丙烯酸酯、含羧基单体和硅单体混合，乳化后形成预乳液，再向其中加入引发剂，混匀；再向反应釜中加入第二部分水和第二部分乳化剂搅拌加热后，将加入了引发剂的预乳液匀速滴加至反应釜中，保温反应；反应后将物料降温至室温，用中和剂调节物料酸碱度，过滤得所述有机硅丙烯酸
乳液。
[0012]上述第一部分水的重量份数为10
‑
15份，第一部分乳化剂的重量份数为0.7
‑
0.9份；预乳液滴加的时间为2
‑
3h；保温反应的温度为75
‑
85℃，反应时间为2
‑
3h；中和剂将物料酸碱度调节至6.5
‑
7.5。
[0013]第三方面，本专利技术提供了上述有机硅丙烯酸乳液或上述制备方法制备得到的有机硅丙烯酸乳液在微水泥、生态瓷砖、建筑材料领域中的应用。
[0014]第四方面，本专利技术提供了一种微水泥，其成分包括上述有机硅丙烯酸乳液。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]1.本专利技术得到的有机硅丙烯酸乳液通过采用特定的硅单体，大大提高了丙烯酸乳液在强碱性极端条件下的稳定性，其与水泥相容性极好，不会出现混合后胶化、凝胶、固化时间太快等问题；并通过控制硅单体的用量，得到了具有高硅单体接枝率的有机硅丙烯酸乳液。
[0017]2.本专利技术采用的硅单体为硅烷低聚物单体，与常规的小分子硅烷单体和含双键的聚硅氧烷单体相比，本专利技术采用的硅单体在本专利技术的反应体系中接枝率更高，得到的丙烯酸乳液完全没有浮油、漂油现象，参与反应时不会影响乳液的稳定性，得到的有机硅丙烯酸乳液在强碱极端条件下具有极佳的稳定性。
[0018]3.同时，通过优化含羧基单体的添加量以控制亲水基团的用量，使得丙烯酸乳液干燥后得到的成膜物不溶于水，且吸水率较低，远远优于现有的微水泥用高分子聚合物。
[0019]4.本专利技术制备的有机硅丙烯酸乳液所具有的耐候性赋予微水泥更长的使用期。
[0020]5.本专利技术中有机硅丙烯酸乳液玻璃化温度范围的设计，适用水泥的硬度和强度，适合添加量的情况下不仅不会降低水泥的硬度和强度，并且还能赋予水泥缺乏的韧性，防止微水泥收缩爆裂。
[0021]6、本专利技术的有机硅丙烯酸乳液与碱性粉体以及无机硅酸盐的亲和力强、相容性极佳，可应用于微水泥、瓷砖等建筑材料领域中。
附图说明
[0022]图1为由本专利技术实施例1的有机硅丙烯酸乳液涂膜(A)与对比例5由市售的微水泥用乳液涂膜(B)的耐水性测试结果对比图。
[0023]图2为采用实施例1的有机硅丙烯酸乳液制得的微水泥(A)和采用对比例5的微水泥用乳液制得的微水泥(B)进行厚涂抗开裂情况的测试对比图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]专利技术人研究发现，现有的微水泥所用的高分子聚合物耐水性较差的原因在于，目前所采用高分子聚合物中含有大量的亲水基团，导致其耐水性差，这些高分子聚合物可能溶于水，或者吸水率极大；以及现有的大部分丙烯酸乳液在强碱性条件下的稳定性较差，当
1963、Emulsogen EPA 1954、Emulsogen EPA 073中一种或几种为乳化剂制备得到的有机硅丙烯酸乳液，其具有更好的稳定性和耐候性。
[0040]在一些实施例中，中和剂包括三乙胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、2
‑
氨基
‑2‑
甲基丙醇、2,6
‑
二乙基
‑4‑
甲基苯胺中的一种或几种。
[0041]在一些实施例中，包括过氧化物引发剂。其中，过氧化引发剂可以为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等。
[0042]本专利技术中制备获得的有机硅丙烯酸乳液的玻璃化温度范围为
‑
10℃
‑
30℃。
[0043]有机硅丙烯酸乳液的玻璃化转变温度对乳液的性能具有重要的影响，而不同应用领域的乳液应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅丙烯酸乳液，其特征在于，按重量份数计，其原料包括：0
‑
20份软单体、15
‑
25份硬单体、1
‑
2份含羟基丙烯酸酯单体、0.5
‑
2份含羧基单体、0.5
‑
8份硅单体、0.5
‑
2份乳化剂、0.01
‑
1份引发剂、0.5
‑
1份中和剂、39
‑
81.99份水；所述硅单体为含双键的硅烷低聚物；所述硅单体的分子量为500
‑
2000g/mol。2.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸乳液，其特征在于，所述有机硅丙烯酸乳液的玻璃化转变温度范围为
‑
10℃
‑
30℃。3.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸乳液，其特征在于，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸酯异辛酯中的一种或几种；优选地，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯异丁酯中的一种或几种；优选地，所述含羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙酸酯羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的一种或几种；优选地，所述含羧基单体为丙烯酸和/或甲基丙烯酸。4.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸乳液，其特征在于，所述硅单体为含环氧基丙烯酸酯封端的硅烷低聚物；优选地，所述硅单体为Silok 3827、Silok 3825、3825F20中的一种或几种；优选地，所述有机硅丙烯酸酯乳液的硅单体的含量为原料总重量的5％～8％。5.根据权利要求1所述的有机硅丙烯酸乳液，其特征在于，所述乳化剂包括阴离子乳化剂、非离子乳化剂、反应型乳化剂中的一种或几种；优选地，所述阴离子乳化剂为烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基醚硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基乙氧基磷酸盐中的一种或几种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东明，何文诗，代菊红，吴佩珊，
申请(专利权)人：广州海豚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：