[发明专利]一种苯丙-硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液的制备方法

说明书

本发明属于防护涂料技术领域，提供了一种苯丙‑硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液的制备方法。采用本发明提供的制备方法得到的苯丙‑硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液，可有效改善苯丙组分与硅氧烷组分的相容性，实现多种苯丙分子与硅氧烷分子的梯度取向分布以及有序微相分离，提高苯丙涂料与硅氧烷涂料的协同工作性能，赋予复合防护乳液优越的流变性能、防水性能、抗离子渗透性能、抗碳化性能、耐酸碱腐蚀性能以及抗老化性能。

技术领域

本发明涉及防护涂料技术领域，尤其涉及一种苯丙-硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液的制备方法。

背景技术

滨海环境下离子侵蚀以及各种环境劣化因素会直接威胁混凝土结构的安全性与耐久性能，并显著降低建筑物的整体可靠性。利用环保、高效的复合聚合物防腐涂料对胶凝材料进行表面防护是提高复杂环境下混凝土材料耐久性能的重要手段。

常规的聚合物防护涂料包括表面成膜型防护涂料以及渗透结晶型防水涂料。苯丙(苯乙烯-丙烯酸酯)类涂料作为一种典型的表面成膜型防护涂料，具有耐化学侵蚀性好、成本低、耐候性高、隔绝性高的优点，但是其环境稳定性差、耐水性差、粘结附着力弱的问题也是制约其防护效果的重要因素。同时，由于苯丙类涂料具有较高的剪切粘度以及较差的触变性能，使得其流平性能与成膜性能无法适应恶劣环境下混凝土材料的耐久性防护要求。此外，以硅烷涂料为代表的渗透结晶型防水涂料具有高疏水性、高流平性以及高渗透性的特点，适用于对各类水泥基材料的表面防护。考虑到苯丙类涂料与硅烷涂料具有功能互补的技术特点，制备苯丙-硅氧烷复合涂料可以充分改善二者的防水性能、耐候性能以及与水泥基材间的结合作用，增强复合防护涂层的物理与化学稳定性，并延长复合涂层的服役寿命。苯丙-硅氧烷复合涂料具有多效防护以及工程实用性强的显著优势，在近年来吸引了众多学者以及工程技术人员的关注。然而，由于苯丙组分与硅氧烷组分在分子结构与化学性质上存在着较大的差异，并且二者的合成方式与表面处理工艺也截然不同，极大地限制了苯丙-硅氧烷复合涂料的大规模制备与实际工程应用。现有技术中制备的苯丙-硅氧烷复合涂料中均是基于种子乳液聚合法，选用含不饱和键的硅烷单体，通过加聚反应制备出的簇状聚合物，其苯丙组份与硅氧烷组分之间不仅交联作用差，而且在涂料成膜固化过程中相分离程度低，严重降低了苯丙与硅氧烷对基体的协同防护效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种苯丙-硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液的制备方法。本发明提供的制备方法得到的苯丙-硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液具有优异的防护效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种苯丙-硅氧烷互穿聚合物网络复合乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将正硅酸乙酯、水和无水乙醇混合，在碱性环境下，进行水解反应，得到SiO₂溶胶；

(2)将所述SiO₂溶胶、缓冲剂和盐酸多巴胺混合，在碱性的条件下，进行羟胺化聚合反应，得到改性SiO₂颗粒；

(3)将苯乙烯、丙烯酸酯单体、丙烯酸酯功能单体和所述改性SiO₂颗粒混合，得到苯丙单体混合液I；

(4)将苯乙烯、丙烯酸酯单体、乙烯基硅烷和所述改性SiO₂颗粒混合，得到苯丙单体混合液II；

(5)将聚二甲基硅氧烷和液体石蜡混合，得到硅烷单体混合液III；

(6)将疏水类硅烷与调节型硅烷单体混合，得到硅烷单体混合液IV；

(7)将所述苯丙单体混合液I、乳化剂、引发剂和水混合，进行第一加聚反应，得到预乳液A；

(8)将所述苯丙单体混合液II、乳化剂、引发剂和水混合，进行第二加聚反应，得到预乳液B；