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兰州石化职业技术学院炼油团队两项发明专利获授权

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近日,兰州石化职业技术学院炼油团队两项发明专利获授权,分别为《超支化无皂硅丙乳液的制备方法》(专利号:ZL201410308702.6)和《超支化无皂纳米核壳硅丙乳液制备方法》(专利号:ZL201410310353.1)。

本发明属于化工技术领域,涉及两种新型硅丙乳液的制备方法。在建筑涂料领域,有机硅改性丙烯酸酯乳液不仅能够弥补丙烯酸乳液成膜后冷脆热粘的不足,而且还能够明显提高漆膜的耐候性、耐碱性、耐水性和耐沾污性等性能,使之同时具备有机硅树脂的高耐候、耐污染性和丙烯酸树脂高装饰性而被广泛应用。目前硅丙乳液的制备大多以带乙烯基的硅烷偶联剂为硅源,而乙烯基硅氧烷在乳液体系中水解缩聚倾向大,极易产生凝胶,造成体系工艺稳定性和贮存稳定性降低,同时还制约了硅含量的提高,对丙烯酸改性幅度提高有限,因此如何提高有机硅含量,降低活性硅烷水解交联程度,得到高品质硅丙乳液就成为热门研究课题。传统解决方案是在聚合期间添加大量乳化剂对含有硅氧烷基的聚合物加以保护,以维持体系稳定,但大量乳化剂滞留在树脂中又会造成漆膜光泽、附着力、耐水性、耐候性、耐擦洗性等性能大幅度降低,影响使用性和装饰性,同时漆膜中的乳化剂还会随着时间推移而缓慢溶解释放造成环境污染。

发明《超支化无皂硅丙乳液的制备方法》提供了一种超支化无皂硅丙乳液的制备方法,它以四甲基四乙烯基环硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷为有机硅单体,以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体,以K2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发剂,在无乳化剂条件下进行聚合,得到的硅丙乳液粒径小,分布窄,呈单分散性;乳液热稳定性好。发明《超支化无皂纳米核壳硅丙乳液制备方法》提供了一种超支化无皂纳米核壳硅丙乳液制备方法,它以四甲基四乙烯基环硅氧烷为硅源,先进行开环聚合,再以K2S2O8-NaHSO3为氧化还原引发剂,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和烯丙基羟乙基醚为共聚单体,在无乳化剂条件下进行核壳乳液聚合,得到“硬核软壳”结构的纳米核壳乳液,其颗粒均匀,平均粒径70nm,成膜性好。以上述二种新型硅丙乳液为成膜物制成的内外墙涂料,涂层细腻光滑,装饰性好,耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐冻融性、耐温变性等性能达到或超过国标,而且避免了传统硅丙乳液中乳化剂会随着时间推移而缓慢溶解释放造成环境污染的现象。

炼油团队对新型硅丙乳液及漆膜的制备进行了大量的试验研究,通过红外光谱分析、热重分析、粒径分析、扫描电镜等手段对乳液及漆膜的性能和结构进行了系统的研究和分析,并对照 GB/T20623-2006《建筑涂料用乳液》标准进行检测,制备的产品各项指标均达到国家标准,项目研究系列论文发表在《精细化工》、《中国建材科技》等相关专业杂志。本项目的进一步优化试验研究和应用研究仍在进行中。

本发明是兰州石化职业技术学院炼油团队始于2012年开展的应用性研发课题“新型硅丙乳液的制备研究”的系列研究成果之一。兰州石化职业技术学院炼油团队长期坚持面向行业企业需求的应用性研发工作,致力于以合作研发促团队建设和专业建设的实践。本项目研究和发明,为学院高聚物、精细化工、石油化工、炼油技术等专业的教学改革、实训项目开发及拔尖学生培养等提供了鲜活的素材,并得到广泛应用。本项目研究自开展以来得到了省内外众多相关企业的支持、帮助和关注。(通讯员:伍家卫、杨兴锴)

 

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