全  站关键词

摘　要 : 在用乳液聚合合成有机硅改性丙烯酸酯微乳液过程的基础上 , 着重考察了有机硅氧烷种类及用量、有机硅氧烷的加入方式、乳液的 pH 值以及聚合温度等对有机硅改性丙烯酸酯微乳液聚合过程稳定性的影响。实验结果表明 , 采用含异丙氧基取代基的硅烷有助于乳液聚合体系的稳定 ; 并且控制硅氧烷用量和聚合体系的 pH 值、采用后交联技术有助于提高有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合过程的稳定性。     关键词 : 乳液聚合 ; 有机硅氧烷 ; 丙烯酸酯乳液 ; 聚合稳定性 ; 后交联技术     0 　引　言     丙烯酸酯乳液具有许多突出的优点 , 如优异的耐光性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性 , 在涂料、粘合剂等方面应用广泛 , 但丙烯酸酯乳液存在耐水性和附着性差及低温易变脆、高温易变粘等缺点 ; 有机硅氧烷主链为 Si — O — Si 键 , 具有高度的柔顺性 , 其耐高低温性能好 , 表面能低且耐水性优良 , 将丙烯酸酯和有机硅氧烷这两类极性相差很大的单体进行乳液共聚 , 制备兼有两者优异性能的新材料 , 在理论和应用上都具有重大意义 [ 1 ] 。     目前 , 在多官能团有机硅功能单体对丙烯酸酯进行改性的研究中 , 主要是利用含乙烯基官能团的有机硅功能单体或预聚体与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚 [ 2 ] 。从国内外研究现状来看 , 尚存在一些问题 : 如由于乳液聚合中有水的存在 , 发生烷氧基的水解缩合反应 , 严重影响乳液聚合反应的稳定进行 ; 由于有机硅氧烷和丙烯酸酯在分子结构和极性上存在巨大差距 , 会因相容性问题而出现不同程度的相分离 , 对共聚单体的选择比较困难等 [ 3 ] 。余樟清等曾对乳液聚合过程中凝聚物的形成机理进行了探讨 [ 4 ] , 并研究了含氨基、羟基丙烯酸乳液聚合的稳定性 [ 5 ] 。史沈明 [ 6 ] 、赵永金 [ 7 ] 等对影响普通丙烯酸酯类乳液聚合稳定性的因素进行了探讨。笔者等 [ 8 ] 也对含功能性单体的苯丙乳液聚合过程的稳定性进行了讨论。本文在用乳液聚合合成有机硅改性丙烯酸酯微乳液过程的基础上 , 着重考察了有机硅氧烷种类及用量、有机硅氧烷的加入方式、乳液的 pH 值等对有机硅改性丙烯酸酯微乳液聚合过程稳定性的影响。     1 　实验部分     1. 1 　原材料及规格     本实验研究中所用到原材料如表 1 所示 , 均为工业级。     1. 2 　乳液聚合工艺     在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、恒温加热装置的反应釜中进行乳液聚合反应。将乳化剂溶于去离子水中 , 加入到带搅拌器、控温仪、冷凝器和进料口的反应瓶中 , 匀速搅拌 , 调节控温仪使反应瓶中的初始温度为 75 ℃ 。升温至 78 ℃ , 用分液漏斗在一定时间内加入一定量的单体混合物到反应瓶中 , 并加入部分引发剂 , 恒温反应 15 min, 当乳液变蓝时开始滴加剩余单体 , 并同时滴加引发剂溶液。控制滴加速度使之在 4 h 内滴完 , 在滴加过程中始终维持反应温度为 78 ℃ 。滴加结束后 , 再补加少量引发剂溶液 , 升温到 85 ℃ 保温反应一定时间。将乳液冷却到室温 , 用氨水调节乳液的 pH 值为 7 ～ 8, 过滤出料 , 即可得到半透明、固含量为 50% 左右的有机硅氧烷改性丙烯酸酯微乳液。 表 1 试验用原材料     1. 3 　分析测试     (1) 凝聚率和乳液聚合反应的稳定性 : 乳液聚合反应的稳定性用凝聚率 m c 表示 , 凝聚率由称质量法获得。在乳液聚合反应结束后收集聚合体系中的凝聚物 , 在烘箱中烘至恒质量 , 凝聚率根据下式计算 :     m c = m 1/ m 2 × 100% 式中 m 1 为凝聚物的质量 , 单位为 g; m 2 为单体的总质量 , 单位为 g 。 m c 值越小 , 表示乳液聚合反应过程的稳定性越好。     (2) 粒径及粒径分布 : 本实验中 , 乳胶粒的粒径和粒径分布采用英国 Honrywell 公司的 MicrotraceUPA 150 型粒度仪进行测定 , 操作温度为 25 ℃ 。     (3) 黏度 : 采用 Brookfield RVDL - Ⅱ + 黏度仪测定 : 选用 2 号转子 , 转速 60 r /min, 测定温度为 25 ℃ 。   第 1/3 页　首页　下页　尾页 中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”