硅丙乳液的合成及应用

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硅丙乳液防水剂的研制

参考文献
1 曹同玉, 刘庆普, 胡金生. 聚合物乳液合成原理、性能及应用. 北京: 化学工业出版社. 2002. 361
2 何廷树. 混凝土外加剂. 陕西科技出版社 , 1999. 163 3 崔孟忠, 李竹云, 张爱霞等. 有机硅建筑防水材料的
性能与研究进展. 化学建材, 2002 ( 1) : 34 4 钟时云, 袁华. 聚合物在混凝土中的应用. 北京: 化
表 4 掺防水剂的受检砂浆的性能
试验项目
JC 474- 1999 的指标要求
一等品
合格品
有机硅产品
实测值硅丙乳液
净浆安定性初凝时间/ min 终凝时间/ h 抗压强度比/ %
7d 28 d 透水压力比/ % 48 h 吸水量比/ % 28 d 收缩率比/ % 对钢筋的锈蚀作用
合格 > 45 < 10
表 2 结果表明, 采用 OP - 10 能显著提高乳液的稳定性; 但 OP- 10 用量过多时, 会产生大量泡沫, 不利于传质、传热, 易引发自聚反应, 导致凝胶产生。单纯采用 SDBS 时, 由于乳化剂分子的覆盖面积 as 较大, 乳胶粒表面的电荷密度变小, 容易破乳, 导致乳液的稳定性下降。非
tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane, vinyl terminated silicone
fluid
Research of silicone acrylate emulsion waterproofing agent. WEI Ya ru1, JI Hai jun2, SONG Xue feng1, LI Hong x ia1
2 结果与讨论
2 1 温度对硅丙乳液稳定性的影响温度升高, 乳胶粒间碰撞的几率增大, 反应

硅丙乳液的合成方法及性能研究

4+ 2
稳定
无
* MS 为进口分装的大分子中性高效表面活性剂, 离心稳定性试验: 3000r/ min 30m in
从表 3 可以看出, 选用 OP_10/ SDS 离子型和非离子型复合乳化剂时, 硅丙乳液稳定性好, 无凝胶产生。这是因为两种乳化剂分子交替地吸附于乳胶粒表面, 相当于在离子型乳化剂分子间又楔入非离子型乳化剂分子, 这样就降低了同一乳胶粒上离子之间的静电斥力, 增强乳胶粒吸附的牢度; 另外, 采用复合乳化剂时, 会使乳胶粒的直径比单独使用阴离子乳化剂时的乳胶粒直径大得多, 乳胶粒表面的电荷密度大大降低, 带电粒子自由基更容易进入乳胶粒中, 提高引发效率。所以选用乳化剂 OP_10 SDS= 2 1, 乳化剂总量为单体总量的 6% 。
破乳
注: 单体滴加时间为 3h, 保温时间 2h。
由表 4 可看出, 当温度高于 90 和低于 70 时, 聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下分解慢, 形成的活性自由基少, 反应速率慢, 转化率低; 反应温度过高时, 反应速率过快, 体系不稳定, 易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化, 乳化效果变差。综合考虑, 试验分两阶段采用不同温度聚合。前期滴加单体阶段, 保持温度 75 ~ 85 , 使反应体系稳定; 滴加完单体后再升温到 85 ~ 90 进行保温, 加快反应速率, 缩短聚合完全的时间。 2 1 3 软硬单体比例的确定
2 1 2 反应温度的影响固定其它聚合条件, 改变反应温度, 研究温度
对乳液性能的影响。结果见表 4。
表 4 反应温度对乳液性能的影响
温度/ 60~ 70 70~ 80 85~ 95
凝胶量无无

硅丙乳液的合成及性能研究

硅丙乳液的合成及性能研究硅丙乳液是一种重要的化学材料，在许多领域都有广泛的应用。

硅丙乳液是由丙烯、硅油和有机酸组成，它们经过特殊工艺精制而成。

本文旨在通过对硅丙乳液的合成及性能进行研究，以解决应用中可能出现的问题，并为广大应用者提供参考依据。

一、硅丙乳液的合成方法硅丙乳液的制备过程是将丙烯、硅油和有机酸混合溶于乙醇，然后加入醋酸酯类有机催化剂以及去离子水，经过反应后即可得到所需的硅丙乳液。

根据需要，可以进一步采用适当的技术添加后处理料。

二、硅丙乳液的特性硅丙乳液主要由丙烯、硅油和有机酸组成，它的最大特点是具有良好的柔性和耐久性。

它具有高强度、良好的耐腐蚀性和覆盖性能，能够抵御外界恶劣环境的侵蚀并实现理想的密封效果，在抗氧化和耐老化性方面也具有优良的性能，能够满足用户在长时间使用后仍能保持良好的使用性能。

此外，硅丙乳液还具有环境友好的特点。

硅丙乳液体系无有害挥发性物质，符合国家相关环保标准，所以在使用中安全可靠。

三、硅丙乳液应用硅丙乳液广泛应用于许多领域，如电子工业、汽车及机械领域、航空航天等。

由于具备良好的耐温性和耐湿性，硅丙乳液能够在高温环境中使用，特别是在高温高压下它的耐热性能更为显著。

另外，它具有良好的抗摩擦性，可以作为传动传动件的密封材料，保证其正常使用寿命。

此外，硅丙乳液还可以用于印刷电路板、绝缘层涂敷、绝缘线管等。

四、安全操作要求由于硅丙乳液是有毒物质，使用时应注意安全措施。

首先，使用前应先完全阅读说明书；其次，应确保在使用硅丙乳液时，有效的通风措施，以免挥发的有毒物质对人体造成伤害；另外，操作时应佩戴防护用具，如防酸护目镜、橡胶手套等，以防止原料污染。

五、结论经过上述的介绍，不难发现，硅丙乳液的合成及性能具有很高的价值，可以应用于多个领域。

但是在使用过程中，也要注意安全操作，以免造成不必要的损失。

硅丙乳液最简单配方

硅丙乳液最简单配方
硅丙乳液是一种含有有机硅（硅油）和丙烯酸酯聚合物的乳液，通常用于个人护理产品、润滑剂等。

这里提供一个简单的硅丙乳液的基本配方，但请注意，制备化妆品和润滑剂需要考虑到安全性、稳定性和卫生等因素，因此最好在专业的实验室或厂家的指导下进行。

硅丙乳液的基本成分包括：
1.水相：
纯净水或蒸馏水。

2.油相：
有机硅油，如聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane）。

丙烯酸酯聚合物，如丙烯酸酯共聚物。

3.乳化剂：
乳化剂有助于稳定水相和油相的混合，使其形成乳液。

可选用一些专业的乳化剂，如辛酸/癸酸甘油酯等。

4.防腐剂：
为了防止细菌、霉菌等微生物的生长，添加适量的防腐剂。

5.调整pH：
碱性或酸性调整剂，以调整整个乳液的 pH 值，使其适应肌肤。

这只是一个基本的配方示例，实际的配方可能会包含其他添加剂，如香料、抗氧化剂、润肤剂等，具体配方需要根据产品用途和目标性
能进行调整。

在制备乳液前，请确保了解并遵守相关的法规和安全准则，确保所用的原料符合卫生标准。

最好的方法是咨询化妆品制造专业人士或专业实验室的建议。

高性能硅丙乳液合成及在建筑涂料中应用研究

如无溶剂环氧地坪漆和紫外光固化涂料）；
2. 以粉末的形态经溶融后成膜的粉末涂料(主要用于各类管线，化工设备及白色家电的涂装)；
3. 提高涂料固体含量的高固体涂料（主要用于船舶及工业重防腐涂料方面）； 4 . 以水代替有机溶剂的水性涂料（主要用于汽车电泳漆和建筑涂料）。目前大部分建筑所使用的乳胶漆就是水性涂料的一个大类，由于它们所含有机挥发
II
有机聚硅氧烷以 S i-0 -S i 为大分子主链，兼具有机聚合物和无机化合物优良特性，如耐候保光、疏水透气、抗沾污和耐磨等；丙烯酸酯乳液原料来源丰富、价廉且成膜性好、强度高、粘结性强。通过乳液聚合工艺制备有机硅改性丙烯酸酯乳液，可获得兼具有机硅和丙烯酸酯优良特性的高性能乳液。该类有机硅改性丙烯酸酯乳液是制备超耐候性建筑外墙涂料的理想基料。硅丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污和耐擦洗等性能。
（2 7 ) （2 9 ) （3 1 ) （32 ) (33 ) （3 5 ) （36 ) (37 ) (38 ) (39 ) (39 ) (42 ) （4 3 ) (43 ) (44 ) (45 ) (46 ) （4 6 ) (47 ) (48 ) (48 ) （4 9 ) (50 ) (52 ) (54 ) （5 6 ) (57 ) (58 )
然而现代社会的发展离不开对环境的保护，人们也越来越重视如何在生产活动中避免对环境的污染。各种涂料在生产中对环境的影响主要有废水，废渣和废溶剂的排放。另外涂料中的重要组分 -溶剂在生产和施工时的挥发对大气环境的影响更大。有机溶剂

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述　一、　前言　乳胶涂料因具有轻质、安全、色彩丰富典雅，施工效率高，翻新、维修方便，ＶＯＣ排放低，符合环保要求等优点，正成为建筑物外部装修的首选材料，近几年得到了迅猛发展。

目前正大量应用于中低层建筑物上的丙烯酸酯类乳胶涂料基本上可满足５年左右的使用要求。

随着建筑物越来越向大型化、高层化发展，其涂装周期一般至少要１０年以上，现有的以苯乙烯－丙烯酸酯及纯丙烯酸酯共聚物乳液为基料制备的建筑涂料已难以满足这一要求。

由于Ｓｉ－Ｏ键具有较高的键能，耐紫外光和耐氧化降解性好且硅树脂表面能低，因此用其制得的涂料性能优越，具有高耐候性、耐水性和抗沾污性及对水泥基材等较强的附着力，越来越受到人们的关注。

　溶剂型有机硅改性丙烯酸树脂用于建筑物的外装修，尽管取得了比较好的效果，但由于环保问题，其作为建筑涂料大面积使用已受到限制。

因此，开发高性能、低污染的水性丙烯酸有机硅涂料已成为近几年涂料领域人们关注的一个新热点。

　通常将有机硅氧烷对乳液聚合物进行改性的方法主要分为物理混合法、化学缩聚法和自由基聚合法等。

　物理混合法首先是制备有机硅树脂或有机硅改性聚合物树脂，以水为分散介质，然后添加乳化剂，在高剪切力的作用下进行乳化，制成乳液，然后将其与普通乳液拼混。

这种方法只是物理混合，没有产生化学键合，而且这种聚合物后乳化工艺只有在分子量较小的情况下才可以制备成稳定的乳液，由于分子量小，因此涂膜性能稍差，不能满足建筑外墙涂料的高要求。

　化学缩聚法是首先制备含羟基的聚合物乳液，在一定乳化剂和ＰＨ值范围内加入有机硅树脂，使乳液的羟基（－ＯＨ）和硅羟基（Ｓｉ－ＯＨ）进行反应缩合，把有机硅引入到乳液系统中，由于使用了催化剂等，对乳液稳定性和耐候性带来不利影响。

该方法由于存在有机硅和丙烯酸酯缩合及有机硅之间的缩合两种竞争反应，生成的产品组成不稳定，而且还存在有机硅氧烷的水解、自缩聚等难以控制的技术难点，使得此种方法的应用开发受到局限。

27062434_硅丙乳液涂料印花黏合剂的分子设计原理概述

r
z
i
o 公式(式(
1))
明度高、不发粘、不泛黄;(
6)黏合剂与印花色浆中的增
(Tg )。
稠剂和柔软剂具有良好的离子配伍性及相容性;(
7)黏
合剂与印花色浆中的颜料粒子具有良好的相容性,能
够促进颜料粒子在水中均匀分散;(
8)黏合剂与印花色
浆中外加交联剂复配后具有较好的稳定性,色浆体系
题,同时改善物理共混改性时聚硅氧烷和聚丙烯酸酯
组分相容性较差的问题 [24],成为当前硅丙乳液仿活性
涂料印花黏合剂的主要发展方向。
2 硅丙乳液涂料印花黏合剂的基本要求
涂料印花是将黏合剂、增稠剂、颜料粒子、柔软剂
及交联剂等组分配成印花色浆后,通过平网或丝网印
K;
Tg1 、
Tg2 和 Tgn 分别为各聚合单体所形成均聚物的玻
璃化温度,
K;
W1、
W 2 和 Wn 分别为各聚合单体质量与
聚合单体总质量的比值 [25]。
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研究开发
· 19 ·
2022 年第 6 期

N-羟甲基丙烯
酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、双丙酮丙烯酰胺和乙酰
乙酸基甲基丙烯酸乙酯等,赋予硅丙共聚物大分子良
好的交联特性,使得焙烘后形成三维网状结构的硅丙
共聚物大分子网络,同时还能与纤维素纤维上的羟基

硅丙乳液的合成及应用

硅-丙乳液的合成及应用摘要随着社会的不断发展，建筑行业对乳液的性能要求不断提高，合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。

丙烯酸乳液原料来源丰富、成膜性好、粘结性强、强度高，用有机硅改性的丙烯酸乳液，不仅可以解决丙烯酸乳液成膜时热粘冷脆的不足，并且形成的Si-0-Si为大分子的主链，具有无机化合物和有机聚合物优良性能，如耐候性、疏水性、透气性、抗沾污性和耐磨性等。

通过有机硅改性丙烯酸乳液，可得到兼有有机硅和丙烯酸的高性能乳液，硅-丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污性和耐擦洗性等性能。

本文综述了乳液合成的进展、特点、机理，并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。

关键词：改性；硅-丙乳液；合成；应用The Synthesis and Application of Silicone - Acrylic EmulsionAbstractWith the development of society, the requirement of emulsion properties was boosting, it has been the focus to compound high-performance exterior emulsion. Acrylic emulsion possesses advantages of much material, good film-forming, strong bonding and high strength. Acrylic emulsion modified by organic silicone can not only solve the shortages of thermo-viscoelasticity and cold brittleness, but also form the Si-O-Si as macromolecular main chain, which has the excellent properties of inorganic compounds and organic polymer, such as weather resistance, hydrophobic, permeability, contamination resistance and wearability. Acrylic emulsion modified by organic silicone has high performance both silicone and acrylic emulsion. Silicone-acrylic emulsion paint has excellent property of weatherability, water resistance, alkali resistance, stain resistance and scrub resistance etc. The mechanism, advantage and study progress of preparing emulsions were reviewed and synthesis method and application of silicone - acrylic emulsion were expounded.Key words: modification; Silicone - acrylic emulsion; Synthesis; application目录摘要 (I)Abstract (II)第一章乳液聚合 (1)1.1乳液聚合发展概述 (1)1.2乳液聚合技术的研究进展 (1)1.3乳液聚合特点 (1)1.4乳液聚合机理 (2)1.4.1 成核机理 (2)第二章有机硅改性丙烯酸 (3)2.1国内外研究现状 (3)2.2有机硅改性丙烯酸乳液的方法 (3)2.2.1 物理改性 (3)2.2.2 化学改性法 (4)第三章原料选择 (7)3.1常用丙稀酸酯单体的分类和性能 (7)3.2有机硅单体的选择 (8)第四章硅丙乳液的应用 (8)4.1涂料与油墨 (8)4.2胶黏剂 (9)4.3复合材料 (9)4.4皮革与纺织 (10)4.5医学材料 (10)第五章硅丙乳液前景展望 (11)参考文献 (12)第一章乳液聚合1.1 乳液聚合发展概述20世纪早期，乳液聚合技术开始有所应用，在20年代末期，已经有了乳液聚合的专利出现，乳液聚合的方法应用于生产是在30年代初。

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硅-丙乳液的合成及应用摘要随着社会的不断发展，建筑行业对乳液的性能要求不断提高，合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。

本文综述了乳液合成的进展、特点、机理，并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。

此后乳液聚合理论开始逐渐的发展起来。

1945年，Harkins就定性的阐明了乳液聚合中难溶甚至微溶于水的单体的反应机理，提出了乳液聚合反应不是在单体液滴中进行的，而是在稳定化了的聚合物粒子中进行的[1]。

Smith和Eward在1946-1947年期间，应用Harkins的理论，建立了乳液聚合反应定量的理论，确定了乳胶粒子数目与引发剂含量和乳化剂含量之间的定量关系，提出了乳液聚合反应的三个阶段，形成了经典的“Smith-Ewart”理论[2-3]。

此后，在乳液聚合方面的研究者对“Smith-Ewart”理论进一步的进行了研究和完善，发展到今天，乳液聚合技术、理论及应用已经发展的十分成熟，并成为生产共聚物乳液和树酯橡胶的重要方法。

1.2 乳液聚合技术的研究进展随着乳液聚合理论的不断发展，乳液聚合技术也得到了迅速的发展，出现了许多乳液聚合的新方法。

如种子乳液聚合、微乳液聚合、核壳乳液聚合、反相乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合、无皂乳液聚合、超浓乳液聚合、福射乳液聚合等。

这些新的乳液聚合技术的产生，大大丰富了乳液聚合技术的内容，也为乳液聚合技术的理论研究提出了新的课题。

1.3 乳液聚合特点乳液聚合是通过引发剂引发，在乳化剂的稳定作用下，在水或其它液体作介质中，在乳胶粒子进行自由基加成来得到高分子聚合物的一种方法[4]。

乳液聚合与自由基聚合的其他三种聚合手段相比，乳液聚合具有以下优点：（1）温度易控制，散热容易。

传统的自由基共聚时，散热较差，容易造成局部的过热，使聚合物相对分子质量分布瞬间变大，导致高分子聚合物长链过度交联，从而形成凝胶，甚至会导致爆聚，因此散热问题是安全生产和产品质量的关键问题。

乳液聚合反应是发生在水相等介质中的乳胶粒内，虽然乳胶粒子的粘度很高，但是整个体系的粘度接近水的粘度，因此散热就很容易，不容易出现爆聚现象，聚合反应平稳安全。

（2）聚合速率快，形成的分子量高。

乳液聚合的场所是彼此孤立的乳胶粒，这可以大大降低了自由基链在相互扩展中而导致的链终止反应的发生，同时提高了分子量。

由于引发剂在连续相水相介质中引发时，较其它聚合过程相比初级自由基浓度一般较大，这样聚合体系中存在数量巨大旳乳胶粒，其中含有较多的自由基，因此乳液聚合过程的反应速率较高。

（3）生产环保。

大多数乳液聚合过程都以水为介质，这样可以避免使用溶剂而导致的VOC排放对坏境的污染问题，以及溶剂回收再利用的麻烦，同时乳液粘度低，便于管道输运和连续性生产。

（4）产品应用范围较广。

乳液聚合可以用在如水乳胶、粘接剂、皮革的处理剂、纸张、织物等领域。

乳液聚合也有若干缺点：①需要得到固体产品时，胶乳需要经过一系列工序，如凝聚、洗潘、脱水干燥等；②产品中残留的乳化剂很难去除干净，降低了其电性能，乳化剂的存在，也减少了反应器的有效反应容积量，设备的利用率降低。

1.4 乳液聚合机理1.4.1 成核机理成核是指聚合物形成乳胶粒的过程。

成核过程一般有三种途径[5]①胶束成核：引发剂分解产生的初级自由基，在水介质中，与单体发生自由基反应，增长为短链自由基，被增溶胶束捕获后，在胶粒中与初级自由基引发单体聚合成核，一般只有0.01%-0.1%的增溶胶束经过捕获自由基而长大，最终成为乳胶粒，其它未成核的胶束扩散消失。

②均相成核：短链自由基链增长到一定阶段后，就能从水相介质中沉析出来，通过自由基聚合反应，彼此相互聚集成核。

以此为核心，单体连续不断扩散入核内，聚合成乳胶粒子。

③液滴成核：单体在液滴内发生聚合反应的成核方式。

聚合反应究竟偏向哪个成核过程，这取决于乳化剂浓度，以及单体和引发剂的水溶性。

单体的水溶性及乳化剂的浓度高（分散效果好）则有利于胶束成核，反之有利于均相成核。

液滴成核通常存在两种情况：一是液滴小且多，增溶胶束与表面积相差较小，吸附水相中的自由基，通过引发聚合成核；二是将油溶性引发剂溶于单体液滴中，在液滴中引发聚合，这种聚合类似液滴内的本体聚合。

第二章有机硅改性丙烯酸2.1 国内外研究现状在国外，硅-丙树脂研究早已成为热点。

Itoh Kunio[6]等人通过种子乳液聚合的方法，经过性能测试，合成了研制了各种各样的硅-丙抗冲击树脂，抗冲击性能明显增强。

Yamamot[7]等人通过种子聚合方法制备了硅-丙接枝乳液，通过一系列抗冲击实验，结果表明其可作为抗冲击材料。

LileS[8]等人合成了具有网络结构的硅-丙乳胶，具有很好的耐水性和耐候性，可用做密封剂、涂料、粘合剂等。

九十年代开始，国内在有机硅改性丙烯酸乳液聚合方面的研究较多。

孔祥正[9]等人对以种子乳液聚合的方法合成硅-丙乳液的聚合机理成膜的形态做了详细的研究。

黄光速[10]等以丙烯酸乙酯、硅氧烷为原料合成了硅-丙胶乳，并对反应机理，反应动力学，及其影响因素做了研究。

范青华[11]等人合成了核/壳结构的硅-丙乳液，并考察了单体的加入方式及配比、乳化剂对乳液粒子的影响。

游波[12]等人合成了高性能的硅-丙乳液，涂膜的耐水性、耐溶剂性、强度有所提高，性能优越。

浙江大学、同上海石化院合作[13]，通过接枝改性将有机聚硅氧烷对聚丙烯酸酯交联在一起，制备了硅-丙乳液，作其耐水性、耐粘污性、抗紫外老化性能优异。

2.2 有机硅改性丙烯酸乳液的方法有机硅改性丙烯酸乳液的方法包括物理改性和化学改性。

2.2.1 物理改性物理改性在稳定剂的存在下，通过机械揽拌，将一定的比例的有机硅乳液和丙烯酸乳液混合，得到相对稳定的乳液。

这个过程中两种乳液之间并没发生化学反应，又称冷拼共混法。

熊明娜[14]等通过球磨法、高速剪切法和原位乳液聚合法等一系列方法制备出硅-丙复合乳液，同时共混法制得的纳米聚合物的拉伸强度、玻璃化转变温度、断裂伸长率等会随纳米SiO2含量的增加先上升然后逐渐下降，出现最高点。

罗春晖等[15]在共溶剂的存在下，用硅烷偶联剂对碱性硅溶胶进行改性处理，然后将其与聚丙烯酸乳液进行共混，制备出杂化涂膜，成膜过程中，通过调控体系的pH值，SiO2溶胶可在助溶剂的作用下，发生自身的溶胶-凝胶反应，在涂膜表面富集玻璃化状的Si-O-Si网状结构，提高了耐化学介质性能、涂膜光泽、耐沾污性等。