[发明专利]一种有机硅丙烯酸乳液及其制备方法与应用

说明书

本发明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：0‑20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；硅单体为含双键的硅烷低聚物；硅单体的分子量为500‑2000g/mol。本发明通过对有机硅丙烯酸乳液的原料及其添加比例的优化，使制备得到的有机硅丙烯酸乳液不仅与水泥相容性极好，还具有良好耐水性能以及耐候性，同时还能使水泥具有较好的韧性。

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，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。

背景技术

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。

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。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明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。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明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；

硅单体为含双键的硅烷低聚物；硅单体的分子量为500-2000g/mol。

第二方面，本发明提供了上述有机硅丙烯酸乳液的制备方法，其步骤包括：

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；

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。

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。

第三方面，本发明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。

第四方面，本发明提供了一种微水泥，其成分包括上述有机硅丙烯酸乳液。

本发明具有以下有益效果：