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一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯酸酯乳液及其制备方法，尤其是涉及一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯酸酯乳液具有优异的耐候性、耐光性、成本低廉等特点，是一种优异的成膜材料，在皮革、印花、涂料等领域广泛应用。但是聚丙烯酸酯成膜存在“热粘冷脆”、耐水性不佳等缺点，而使其在一些功能材料应用方面受限制。将纳米材料引入到聚丙烯酸酯基体中，发挥了聚合物和纳米材料两者优点，拓宽了聚丙烯酸酯基纳米复合材料的应用范围。纳米SiO2具有化学惰性、成本低廉、光学透明等特点，是改性聚丙烯酸酯乳液的优异选择。
近年来，许多研究人员通过细乳液聚合设计并制备了形态可控的SiO2/聚丙烯酸酯复合微球，但是大多数合成的具有可控形态的复杂胶乳颗粒的方法都涉及两步法。具体来说，第一步是优化纳米粒子的修饰条件，然后将其引入聚合物基体中，最后通过改变引入纳米粒子的方法、纳米粒子的用量和其他因素来控制胶乳的形态。与两步法相比，一步法具有制备过程简单，耗时短，节省资源，操作简便等优点，对SiO2/聚丙烯酸酯复合乳胶粒的研究具有一定意义。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法，其克服了现有技术中两步法制备过程复杂的问题，本发明反应过程简单、原料易得、工艺稳定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液，其特征在于：包括下述重量份原料：
十二烷基硫酸钠1.8-2.4份、正硅酸乙酯2.4-4.8份、硅烷偶联剂0.36份、异构十六烷烃0.24份、丙烯酸丁酯12.6-14.4份、甲基丙烯酸甲酯9.6-12.8份和过硫酸铵0.15-0.3份。
一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：采用正硅酸乙酯为前驱体，以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为聚合单体，通过一步细乳液聚合法制备得到草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液。
上述方法包括如下步骤：
将1.8-2.4g十二烷基硫酸钠溶解在50g去离子水中作为水相，然后将2.4-4.8g正硅酸乙酯，0.36g硅烷偶联剂、0.24g异构十六烷烃，12.6-14.4g丙烯酸丁酯和9.6-12.8g甲基丙烯酸甲酯混合为油相；将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.15-0.3g过硫酸铵溶解在30g去离子水中成为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至9.0-11.0；将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温2-4h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
复合乳胶粒粒径为200nm。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
本发明反应过程简单、原料易得、工艺稳定，并且对比常规的聚丙烯酸酯乳液，得到的草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液具有粒径较小、长时间稳定性。相比于常规的聚丙烯酸酯成膜材料68..6％的断裂伸长率和38.1％的吸水率来说，草莓状SiO2/聚丙烯酸酯成膜的断裂伸长率提升至715.6％，吸水率降低至8.9％。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。这些实施例是用于说明本发明而不限于本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本发明为一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液，包括下述重量份原料：
十二烷基硫酸钠1.8-2.4份、正硅酸乙酯2.4-4.8份、硅烷偶联剂0.36份、异构十六烷烃0.24份、丙烯酸丁酯12.6-14.4份、甲基丙烯酸甲酯9.6-12.8份和过硫酸铵0.15-0.3份。
本发明还包括一种草莓状SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
将1.8-2.4g十二烷基硫酸钠溶解在50g去离子水中作为水相，然后将2.4-4.8g正硅酸乙酯，0.36g硅烷偶联剂、0.24g异构十六烷烃，12.6-14.4g丙烯酸丁酯和9.6-12.8g甲基丙烯酸甲酯混合为油相；将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.15-0.3g过硫酸铵溶解在30g去离子水中成为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至9.0-11.0；将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温2-4h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
实施例1：
将1.8gSDS(十二烷基硫酸钠)溶解在50g去离子水中作为水相，然后将2.4g TEOS(正硅酸乙酯)，0.36g KH570(硅烷偶联剂)、0.24HD(异构十六烷烃)，12.6g BA(丙烯酸丁酯)和9.6g MMA(甲基丙烯酸甲酯)混合为油相。将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.15gAPS(过硫酸铵)溶解在30g去离子水中为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至9.0。将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温2h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
实施例2：
将2.0gSDS溶解在50g去离子水中作为水相，然后将3.0g TEOS，0.36g KH570、0.24HD，13.0g BA和10.0g MMA混合为油相。将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.2gAPS溶解在30g去离子水中为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至9.5。将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温2.5h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
实施例3：
将2.2gSDS溶解在50g去离子水中作为水相，然后将3.6g TEOS，0.36g KH570、0.24HD，13.5g BA和11.4g MMA混合为油相。将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.24APS溶解在30g去离子水中为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至10.0。将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温3h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
实施例4：
将2.3gSDS溶解在50g去离子水中作为水相，然后将4.0g TEOS，0.36g KH570、0.24HD，14.0g BA和12.0g MMA混合为油相。将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.28gAPS溶解在30g去离子水中为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至10.5。将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温3.5h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
实施例5：
将2.4gSDS溶解在50g去离子水中作为水相，然后将4.8g TEOS，0.36g KH570、0.24HD，14.4g BA和12.8g MMA混合为油相。将水相与油相混合，乳液5min，超声10min，形成细乳液，将0.3gAPS溶解在30g去离子水中为引发剂水溶液，然后将细乳液和引发剂水溶液用一定量的NaOH溶液调节pH值至11.0。将1/3的APS水溶液倒入装有75℃回流冷凝器的250ml三口烧瓶中保温10分钟后，将细乳液和剩余APS水溶液同时滴加3h，最后保温4h，冷却至室温，获得具有草莓状结构的复合乳液。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
