纳米级高固含量室温交联型丙烯酸酯微乳液的研制.pdfVIP

中国涂料在线 纳米级高固含量室温交联型丙烯酸酯微乳液的研制 柯跃虎 1 , 曹燕芬 1 , 王佛松 2 (1. 广东鸿昌化工有限公司 , 广东顺德 528329; 2. 中 国科学院化学所 , 北京 100080) 摘 要 : 采用了反应型乳化剂和阴非离子型乳化剂进行复配 , 以热引发剂和氧化还原引发剂作为复合引 发剂 , 通过半连续种子乳液聚合法制得了性能优异的纳米级高固含量的丙烯酸酯微乳液。研究表明 , 复合乳化 剂在用量 2.8% 时 , 合成的微乳液固含量达到了 46. 8% , 平均粒径 65 nm, 单体转化率高于 99% 。在引入 5% 的含有特殊官能团的交联单体后 , 合成的纳米级微乳液可实现室温交联 , 涂膜硬度高 , 综合性能好。并 对微乳液进行了粒径大小及分布、相对分子质量大小及分布 (GPC) 、透射电镜 ( TEM) 的表征。 关键词 : 纳米 ; 高固含量 ; 室温交联 ; 微乳液 0 引 言 以丙烯酸酯乳液为主要成分的水性木器漆 , 由于其附着力好 , 具有较高的防污性、耐候性、保光保色性 , 成 本较低等优点 , 在目前国内水性木器漆市场中占有重要地位 , 但其耐磨性及耐化学药品性较差 , 因此主要是 作为水性木器漆中的低档产品进行推广应用的。目前市场上的丙烯酸酯类乳液粒径大、光泽低、热粘冷脆不能 满足高档木器漆要求 , 需对乳液进行改性以提高其性能。 开始于 20 世纪 80 年代初的微乳液聚合是一种直接制备 10 ～ 100 nm 聚合物粒子简单易行的方法 [ 1 ] 。 聚合物微乳液应用于涂料中具有以下特点 : (1) 渗透性、润湿性好 , 对底材的附着力强 ; (2) 粒径小 , 可形成 致密性涂膜 , 形成的涂膜光泽高 ;(3) 由于粒径小 , 可与常规乳液实现性能互补 , 提高涂膜的平滑性和光泽 性 ; (4) 微乳液聚合物的分子链具有较高的构象能 , 涂膜耐冲击性、柔韧性、硬度、耐磨性好。 热塑性的乳液聚合物 , 其抗粘连性、耐沾污性、耐溶剂性、耐热性等都存在一定问题。而在乳液聚合时 , 引入 可实现交联的官能团 , 使其在成膜时产生交联 , 形成三维网状结构 , 克服以上不足之处 , 更好地满足使用要 求 , 也是目前研究的热点之一 [ 2 - 3 ] 。利用酮羰基的聚合物与酰肼基团在酸催化条件下发生脱水反应 , 可实 现涂料的室温交联固化。 本文采用反应型乳化剂和常规乳化剂进行复配 , 并引入了含有酮羰基的功能性单体进行改性 , 制备出高固含 量可实现室温交联的丙烯酸酯微乳液。讨论了乳化剂用量、功能性单体用量、引发剂体系等对乳液合成体系的 影响。 1 实验部分 1. 1 原材料 甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 、苯乙烯 ( St) 、丙烯酸丁酯 (BA) 、丙烯酸 (AA) 、丙烯酸 - 2 - 乙基己酯 ( EHA) : 工业级 , 广州超云化学工业有限公司 ; 双丙酮丙烯酰胺 (DAAM) 、己二酸二酰肼 (ADH ) : 工业级 , 无锡梁 溪化工有限公司 ; 过硫酸钾 (K 2 S 2 O 8 ) : 分析纯 , 广州化学试剂厂 ; 乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸二钠 (DNS - 1035) 、乙烯基磺酸钠 ( SVS) 、烷基乙烯基磺酸钠 (DNS - 86) 、叔丁基过氧化氢 ( t - TBHP) 、甲醛 合次硫酸氢钠 ( 雕白粉 ) : 广州双键化工有限公司 ; 碳酸氢钠 (NaHCO 3 ) : 分析纯 , 广州化学试剂厂 ; 氨