[发明专利]通过乳液聚制备带有不同有机功能基及非功能基的有机硅树脂均聚或共聚乳液的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学及材料科学领域，涉及通过乳液聚合制备带有不同有机功能基及不同非功能基有机硅树脂均聚或共聚乳液的方法。

背景技术

有机硅树脂是由平均可缩聚活性官能度大于2的有机硅单体均聚或共聚制备的热固性树脂，具有优异的粘接、耐候、耐高低温、耐腐蚀、绝缘性而广泛应用于工业、农业、军事等领域。通常有机硅树脂采用有机氯硅烷或有机烷氧基硅烷制备，由于有机硅单体中可缩聚活性官能团易水解缩聚，尤其在酸碱性条件下，产物粘度，结构难以控制；常采用在有机溶剂中制备有机硅树脂对上述性能进行控制，不仅生产成本高而且污染环境，造成安全隐患；产品粘度仍难以控制，性能单一难以调整，限制有机硅树脂的发展与应用。因此，急待研发一种低成本、环保、性能便于调控的有机硅树脂制备方法。采用烷氧基硅烷在水相乳液聚合的方法制备的有机硅树脂，可有效控制有机硅单体间的水解缩聚，可克服传统制备有机硅树脂的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种原料成本低廉易得、操作简单易行，制得的聚合物乳液分散均匀、重现性好的，制备过程无污染，可进行大规模工业化生产的通过乳液聚制备带有不同有机功能基及非功能基的有机硅树脂均聚或共聚乳液的方法。

本发明目的的实现方式为，通过乳液聚制备带有不同有机功能基及非功能基的有机硅树脂均聚或共聚乳液的方法，具体步骤如下：

1)将含有非离子与阴离子乳化剂的混合物加一定量的去离子水，在20～45℃下搅拌20～60min，得乳化剂水混合体系；

所述非离子与阴离子乳化剂的混合物为非离子乳化剂中的一种或多种与阴离子乳化剂中的一种或多种形成的混合物；所述非离子乳化剂为：op系列，Span系列或tween系列；阴离子乳化剂为SDBS、DBSA或SDS；

2)用pH调节剂将步骤1)的乳化剂水混合体系pH值调节至1～9，

所述pH调节剂为：醋酸、盐酸、硫酸、磷酸、十二烷基苯磺酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、氨气中的一种或几种；3)将带有不同有机功能基及不同有机非功能基单体的烷氧基硅烷的混合物在20～50℃内，加至步骤2)的乳化剂水混合体系中，

有机硅烷氧基硅烷：乳化剂：水=(5～50)：(0.1～20)：(45～90)；

所述有机功能基及非功能基单体为：¹RSi(OR)₃,²RSi(OR)₃,³R⁴R(OR)₂，R为甲基、乙基、丙基、异丙基中的一种或几种；

其中¹R为C_1～18的饱和烷基及芳香烃基；²R为丙烯酰氧丙基、乙烯基、烯丙基、氨丙基、氯丙基、γ缩水甘油醚氧基中的一种；³R与⁴R为：饱和烷基及芳香烃基、丙烯酰氧丙基，乙烯基，烯丙基，氨丙基，氯丙基，γ缩水甘油醚氧基中的一种；

³R与⁴R可相同可不同；

4)加料完成后在20～50℃范围内，搅拌聚合30～180min，即得带有不同有机功能基及不同非功能基有机硅树脂均聚或共聚乳液。

采用本发明原料成本低廉易得、操作简单易行，性能便于调整，制得的聚合物乳液分散均匀、重现性好的，制备过程无污染，可进行大规模工业化生产。满足建筑、文物保护、金属防护、纺织印染、材料粘合等领域的不同需求。

具体实施方式

本发明将含有非离子与阴离子乳化剂的混合物加一定量的去离子水，在25～50℃下搅拌20～60min，得乳化剂水混合体系。要将烷氧基硅烷制备成为有机硅树脂乳液需有效控制有机硅单体中烷氧基硅基团的水解，缩聚速率，进而控制产物聚合度及结构。通过体征体系的酸碱度是控制有机硅烷氧基硅基团间水解缩聚速率最有效方式。有机硅烷氧基硅基团在酸性条件下主要发生水解反应，碱性条件主要为发生缩聚反应，中性范围内发生缓慢的水解缩聚反应；酸碱值的轻微变化亦会造成烷氧基的水解缩聚速率及产物的很大不同。因此，通过控制乳液体系的酸碱值而控制烷氧基硅基团的主要反应类型及反应速率，产物及其结构。故本发明用pH调节剂乳化剂水混合体系pH值调节至1～9。