有機(jī)硅改性苯丙乳液的合成及在涂料中的應(yīng)用.pdf

1、苯丙乳液具有性價比高、成膜性好、粘附力強(qiáng)、耐氧化等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、皮革涂飾劑、造紙施膠劑和織物整理劑等領(lǐng)域。但其本身也有不可避免的缺點，如涂膜耐水性、耐候性較差，耐高低溫性能和抗張強(qiáng)度也不能令人滿意。通過加入可聚合的有機(jī)硅組分對苯丙乳液進(jìn)行改性，可以提高其耐水性、耐候性，改善涂膜高溫易發(fā)粘、低溫易變脆的缺點，這對擴(kuò)展苯丙乳液在工業(yè)上的應(yīng)用具有重要的意義。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)硅改性方法通常存在使用的有機(jī)硅種類單一、對乳液綜合

2、性能的提升不明顯等缺陷。
　　鑒于此，本文首先以八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(JH-A114)、四甲基二乙烯基二硅氧烷(MMvi)為原料通過陰離子開環(huán)聚合制得了兩端含有乙烯基的氨基聚硅氧烷(Vi-APS-1)，再用官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的乙烯基羧基聚硅氧烷(Vi-CAS-1)。然后以D4、JH-A114、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4vi)、六甲基二硅氧烷(MM)為原料，利用同樣的方法制得了另一種結(jié)構(gòu)—側(cè)鏈

3、同時含有乙烯基和羧基的聚硅氧烷(Vi-CAS-2)。在此基礎(chǔ)上，將Vi-CAS-1和Vi-CAS-2分別用于苯丙乳液和涂料印花粘合劑的改性。
　　(1)采用預(yù)乳化半連續(xù)種子乳液聚合法，將乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、Vi-CAS-1與苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)進(jìn)行共聚，制得了雙組分有機(jī)硅共改性苯丙(PVVSA)乳液。研究了引發(fā)劑用量、十二烷基硫酸鈉(SDS)和脂肪醇聚氧乙烯醚(A

4、EO-9)的配比和用量、水解抑制劑丙二醇用量、有機(jī)硅組分VTES和Vi-CAS-1的用量對乳液聚合穩(wěn)定性和乳液涂膜性能的影響。用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、動態(tài)激光散射粒度分析儀、Zeta電位分析儀、傅里葉紅外(FTIR)光譜儀、差示掃描量熱儀(DSC)、接觸角測量儀(CA)及材料拉伸試驗機(jī)對乳液和涂膜的性能進(jìn)行了表征。研究表明:當(dāng)APS用量為0.7％～0.9％（占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），SDS和AEO-9用量

5、比為2∶1且總用量為3％～4％，丙二醇用量為04％～0.8％（占乳液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），VTES用量為6％～8％，Vi-CAS-1用量為3％～4％時，乳液聚合過程穩(wěn)定且涂膜具有最佳的綜合性能。最后，利用合成的PVVSA乳液配制了相應(yīng)的涂料，討論了PVVSA乳液的添加量，鈦白粉用量對涂層性能的影響，確定其最佳值為:PVVSA乳液用量為65％，鈦白粉用量為20％，其余為水和助劑。將配制的涂料與苯丙涂料進(jìn)行了性能對比，結(jié)果表明:PVVSA涂料的耐水

6、、耐酸堿性都有明顯提高，耐沖擊強(qiáng)度、硬度、附著力和柔韌性也有所加強(qiáng)。
　　(2)以Vi-CAS-2、St、丙烯酸乙酯(EA)、BA、丙烯腈(AN)、N-羥甲基丙烯酰胺(NMA)、AA為共聚單體，采用半連續(xù)種子乳液聚合法制得了有機(jī)硅改性涂料印花粘合劑(PSMB)，并對其在印花涂層上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:當(dāng)NMA用量為2.5％～3％（占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），Vi-CAS-2的羧基含量為0.4mmol/g～0.5mmol/g，