[发明专利]含硅嵌段共聚物的应用

说明书

技术领域

本发明属于乳液聚合领域，具体而言，本发明涉及含硅嵌段共聚物作为助稳定剂用于细乳液聚合。

背景技术

细乳液聚合中，单体液滴是主要成核点，进而成为主要聚合场所，单体在水相的扩散不再是聚合反应的必要条件。在稳定的细乳液聚合中，由于单体液滴被分散成亚微米级，其表面积大，有利于亚微米级单体液滴捕获自由基，消除了胶束成核。因此，控制液滴尺寸及成核机理是重要方面，直接影响着细乳液聚合动力学和聚合物分散体的性质。助稳定剂的作用是在液滴内产生渗透压，抵消液滴间的Laplce压力差，降低单体在液滴间的扩散速率，消除Ostwald熟化效应(即单体从小液滴向大液滴自发扩散而使分散体系失稳)，保证单体液滴的稳定性。

由于助稳定剂在细乳液体系中的重要作用，引起了学者们广泛重视。然而，目前广泛使用的十六烷(HD)和十六醇(CA)具有有机挥发性，会对最终产品产生不良的影响。于是，人们尝试用不同的疏水性物质或者利用一些聚合物高疏水性来替代传统助稳定剂。但是目前为止尚未发现性能优异的可替代助稳定剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是寻找一种可代替HD、CA的具备优良性能的助稳定剂。本发明提供含硅嵌段共聚物作为为助稳定剂进行细乳液聚合的应用。以不同结构的含硅嵌段共聚物作为助稳定剂用于细乳液聚合，聚合效率较高，稳定性较好，并且不具有挥发性，不会对产品产生不良的影响。

本发明提供含硅嵌段共聚物的应用：作为助稳定剂用于细乳液聚合。

本发明提供的含硅嵌段共聚物作为助稳定剂用于细乳液聚合的步骤如下：

(1)将乳化剂溶于水成为水相；

(2)将含硅嵌段共聚物溶于单体混合成为油相；

(3)将水相和油相混合，经预乳化、细乳化形成细乳液；

(4)细乳液中加入引发剂聚合得细乳液聚合产品。

作为优选，本发明提供的含硅嵌段共聚物作为助稳定剂用于细乳液聚合的步骤如下：

(1)将0.1-0.5质量份乳化剂溶解于50-90质量份水中成为水相；

(2)将0.1-0.5质量份含硅嵌段共聚物溶解于10-20质量份一种或者一种以上单体混合成为油相；

(3)将水相和油相混合，在磁力搅拌器或乳化机上预乳化10-15min，用高速均质分散机或超声波细胞粉碎机分散5-10min形成细乳液；

(4)将细乳液加入接有冷凝管和搅拌器的四口烧瓶中，再加入0.05-1质量份引发剂，通氮气30min后调节到70-75℃聚合5-6h，缓慢冷却至室温后出料。

步骤(1)中乳化剂可以选自阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂或阴离子与非离子型复配乳化剂。阴离子型乳化剂为：十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙氧基酚醚硫酸钠的一种或一种以上混合物；非离子型乳化剂为：OP系列的一种或一种以上混合物；阴离子与非离子型复配乳化剂为上述两种或两种以上混合物。

步骤(2)所述的单体为乙烯基单体，可选自为苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸酯、醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种。其中丙烯酸酯的通式为：

R′为H或CH₃；R″为碳链长度为C₁-C₂₀烷基。

步骤(4)所述的引发剂可以是水溶性引发剂或油溶性引发剂，水溶性引发剂为：过硫酸钾、过硫酸铵、水溶性氧化-还原引发体系；油溶性引发剂为：偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰。

本发明采用APRT法合成含硅嵌段共聚物的步骤如下：

(1)大分子引发剂的制备：

将单体、引发剂、催化剂、配体及溶剂加入反应容器内，将反应体系反复抽真空后充入氮气或氩气，在90-120℃，磁力搅拌下反应6-15h，最终的产物除去溶剂及催化剂，得到大分子引发剂。

其中所述单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯；引发剂为有机卤代化合物，如α-溴代异丁酸羟乙酯，α-溴代异丁酸羟丁酯，α-溴代异丁酸乙酯。

其中所述苯乙烯单体∶引发剂＝10-200∶1(摩尔比)，低价金属卤化物催化剂∶苯乙烯单体＝1-2∶100(摩尔比)，低价金属卤化物催化剂∶配体＝1∶3(摩尔比)，溶剂用量＝体系质量的20％-25％。

(2)含硅嵌段共聚物的制备：

将(1)制备的大分子引发剂、催化剂、配体、含硅单体及溶剂加入反应容器，反应体系反复抽真空后充入氮气或氩气，在105-110℃下引发含硅单体聚合，最终产物除去溶剂及催化剂，制备出含硅嵌段共聚物。