[发明专利]一种聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备方法

说明书

一种聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备方法，将过硫酸铵和改性中空SiO₂纳米粒子加入到水中，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，升温至50‑70℃，保温反应0.5‑1.0h，升温至70‑80℃，滴加核层混合单体、改性中空SiO₂纳米粒子和过硫酸铵溶于水的混合液，滴毕保温反应1‑3h，升温至80‑85℃，滴加壳层混合单体、改性中空SiO₂纳米粒子和过硫酸铵溶于水的混合液，滴毕保温反应1‑3h，得到聚丙烯酸酯Pickering乳液。采用中空SiO₂纳米粒子稳定的聚丙烯酸酯乳液所得薄膜在卫生性能基本不变的条件下，还具有较好的力学性能和耐水性能。

技术领域

本发明属于乳液制备技术领域，具体涉及一种聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯是涂层材料中应用最早且最广泛的成膜材料，具有优良的成膜性能、延伸性及良好的粘结性，且价格低廉，因此在涂层材料方面发挥着巨大的作用。传统的聚丙烯酸酯乳液制备工艺均是采用乳化剂来稳定单体并形成乳液的，然而采用乳化剂制备的聚丙烯酸酯乳液存在着一些缺陷：(1)表面活性剂仅起稳定作用，并不参与聚合反应，在成膜过程中小分子的表面活性剂易于迁移，常导致薄膜耐水性较差。(2)所得乳液稳定性不理想，极易受温度、pH值、油相组成等因素的影响，从而导致乳液破乳。(3)一些表面活性剂还具有一定的毒性，对人体和环境都有一定的危害。

近年来，有学者已开始采用纳米粒子为稳定剂通过Pickering乳液聚合法来制备聚丙烯酸酯Pickering乳液。然而采用的纳米粒子均为实心粒子，且以实心纳米粒子稳定得到的聚丙烯酸酯乳液虽避免了表面活性剂的使用，但其稳定性和力学性能却有所下降。相较于实心纳米粒子，中空纳米粒子由于其高的表面积使得它具有较高的活性和吸附性能，因此已开始成为研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备方法，避免表面活性剂的使用，并有效提高和改善聚丙烯酸酯薄膜的机械性能和耐水性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)中空SiO₂纳米粒子的改性

将中空SiO₂纳米粒子加入到无水乙醇中，超声分散均匀，升温至55-75℃，加入疏水改性剂，保温反应2-6h，洗涤、干燥，得到改性中空SiO₂纳米粒子；

(2)聚丙烯酸酯Pickering乳液的制备

将过硫酸铵和改性中空SiO₂纳米粒子加入到水中，然后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，升温至50-70℃，保温反应0.5-1.0h，制得聚丙烯酸酯乳液的种子；

(3)将聚丙烯酸酯乳液的种子升温至70-80℃，滴加核层混合单体、改性中空SiO₂纳米粒子和过硫酸铵溶于水的混合液，滴毕，保温反应1-3h，得到聚丙烯酸酯乳液核层；

(4)将聚丙烯酸酯乳液核层升温至80-85℃，滴加壳层混合单体、改性中空SiO₂纳米粒子和过硫酸铵溶于水的混合液，滴毕，保温反应1-3h，得到聚丙烯酸酯Pickering乳液。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中的中空SiO₂纳米粒子与疏水改性剂的质量比为(1.5-3.0)：(0.06-0.18)。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中的中空SiO₂纳米粒子的粒径为30-200nm，疏水改性剂为三甲基氯硅烷或六甲基二硅氮烷。