[发明专利]一种聚硅氧烷乳液的制备

说明书

本发明涉及一种聚硅氧烷乳液的制备，将由含羟基聚硅氧烷、交联剂、催化剂和乳化剂形成的聚合物乳液与由乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷、乳化剂、催化剂形成的聚合物乳液在第三种催化剂的作用下“穿梭”交联，得到稳定的聚合物乳液，该聚合物乳液能在室温条件下暴露在空气中形成具有弹性的有机硅薄膜，用作建筑、混凝土、陶瓷、纸张中的防水剂和脱模剂。

技术领域

本专利涉及一种聚硅氧烷乳液的组成和制备方法，其在室温条件下很容易形成致密稳定的化学疏水弹性薄膜。

背景技术

聚硅氧烷自20世纪50年代问世以来，受到广泛的研究和关注。由于聚硅氧烷的低表面张力和疏水性，决定了其有着特殊的用途，聚硅氧烷材料作为一种新型的化学材料，已经渗透到国民经济的各个领域中。

聚硅氧烷的疏水性和低表面张力的特性已经被广泛的应用，由聚硅氧烷为主体材料形成的产品包括消泡剂、流平剂、润湿剂、脱模剂、防水剂等等，其表现出碳材料不具备的特性，例如在制备用于粘合的隔离衬垫的方法中，特别是在自粘性标签和粘合带的制备方法中，有机聚硅氧烷材料充分发挥了其具备的疏水性。同时，由于有机聚硅氧烷乳液粘度低，因而可以在涂覆机器上直接使用。

有机硅材料的外界形式主要分为溶剂型和水基乳液型的。CN 103890046介绍了由聚硅氧烷、含有烷氧基芳基硅烷、有机化合物在催化剂的作用下室温条件下可固化形成聚硅氧烷弹性体，但是这种方法制备的聚硅氧烷弹性体的交联程度无法控制。

随着环境保护的重要意识日趋增强，水基交联弹性“分散体”受到广泛的关注。CN200710185093.X介绍的有机聚硅氧烷水分散体的制备，主要包括含有端侧活性基团的聚硅氧烷、交联剂、扩链剂和乳化剂等组成的乳液。该专利的创新点是改变了以前用金属锡做催化剂时难以终止聚合的问题，改成含氨基的交联剂自身催化反应，这种方法制备的乳液的自身催化反应速度很慢，难以形成达到期望强度的弹性薄膜。

CN1183112A介绍的聚硅氧烷乳液也是由活性基团的聚硅氧烷、含有碱性氮的聚硅氧烷以及具有交联基团的聚硅氧烷交联剂组成的乳液，制备的乳液加到目标体系中去交联反应速度也是很慢。

CN201410028888介绍的是由辛基三乙氧基硅烷、硅树脂的预聚物组成的乳液，用于防水乳液，用作混凝土的内参有一定的防水作用，但是成本较高；US5110684用四甲基环四硅氧烷和烯烃反应后，然后再与水解性的偶联剂混合制备防水乳液；US5241866A用烷基烷氧基偶联剂、含季铵盐的偶联剂、石蜡乳液和聚异丁烯制备防水剂；US6106607介绍了含氢烷基聚硅氧烷以及氨基烷基烷氧基硅烷组成的混合物，用作建筑防水剂。US6547874介绍了用含氢聚硅氧烷乳液直接作为石膏防水剂；US7294195介绍了由石膏、羟基纤维素或甲基硅醇钠盐为主要成份的有机硅乳液，用作石膏上的防水剂；US2007088122介绍用含氢硅油、羟基硅油和硅树脂制备的防水剂乳液，用于建筑物的表面，在高温条件下也不会引起二氧化硅的析出问题。上述专利的主要问题是防水剂的防水性随着时间的推移存在“性能衰退”。

脱模剂也是有机硅的重要助剂之一，有机硅脱模剂的效果是常用的蜡基、植物油基的5~10倍，但是有机硅脱模剂脱模效果也会在短时间内丧失。

分析问题的出现的根本原因是由于有机硅没有真正地在基材表面形成网状结构的疏水层，从微观的结构看，线性有机聚硅氧烷分子只是杂乱无章平铺在基材表面，分子跟分子之间根本没有化学键的存在，因此，在外界环境（温度、压力、剪切、PH值等等）的影响下很容易发生“脱离”进而丧失性能。本专利通过化学反应，将多种有机硅聚合物通过化学反应组合在一起，形成了稳固的化学键，在干燥的情况下，很容易形成弹性薄膜，得到相对比较稳固的疏水面，它不受外界环境的影响。本专利得到的产品用于建筑物、玻璃、纸张、陶瓷等表面的处理。

发明内容