含氟乳液的合成及其水性涂料性能第二部分——水性氟碳涂料的制备及其性能

将自制的甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)-丙烯酸羟丙酯(HPA)-甲基丙烯酸月桂酯(LMA)-3-氯-2-羟基甲基丙烯酸丙酯(CHMA)四元共聚氟碳乳液(FHLC)与纳米TiO2等其他组分进行复配,制备了水性氟碳涂料,讨论了氟碳乳液和纳米TiO2的用量以及固化温度对涂层性能的影响,测定了氟碳涂层的水滴静态接触角.结果表明,当FHLC氟碳乳液用量为50g、纳米TiO2用量为20 g、固化温度为150℃时,所制备的水性氟碳涂料涂层的力学性能及耐水、耐酸、耐碱、耐沾污和耐洗刷等性能均符合国家有关标准要求,而且水接触角可达128°.     

含氟苯丙无皂乳液的合成及其在涂料中的应用

以过硫酸铵(APS)为引发剂,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸(AA)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)通过无皂乳液聚合法制备了含氟苯丙无皂乳液(BSAD)。通过IR、TEM、粒度仪及Zeta电位分析仪表征了乳液主组分结构、乳胶粒形貌、粒径分布及Zeta电位,并考察了丙烯酸钠、引发剂APS、DFMA的用量及反应温度对乳液性能的影响。并将该乳液与纳米TiO2等复配制备了氟碳涂料。结果表明,当丙烯酸钠质量分数为12%,APS质量分数为1%,反应温度为78℃时,乳液性能最佳,此时凝胶率为0.8%,耐水性大于168 h,单体转化率为97.1%;当DFMA质量分数为25%时,涂膜疏水性最佳,水接触角达到113°,吸水率为6.4%;制得的氟碳涂料的附着力、硬度、耐水性等都获得了令人满意的效果。     

含氟丙烯酸酯防锈乳液的合成研究

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸三氟乙酯、磷酸酯(PP-70)为单体合成了含氟丙烯酸酯防锈乳液。通过对粒径、凝聚率、吸水率、附着力、转化率等性能分析,确定了使用烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)与烯丙基酚聚氧乙烯醚(RN-30)为反应型乳化剂,质量比为2∶1,用量为单体总量的2%～3%(质量分数),甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯质量比为1∶1,磷酸酯功能单体(PP-70)用量为单体总量的3%(质量分数),甲基丙烯酸三氟乙酯用量为单体总量的30%(质量分数)时,乳液及其涂膜有较好的综合性能。     

印花涂料用黏合剂聚丙烯酸酯微乳液的制备研究

以丙烯酸正丁酯(n-BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、苯乙烯(St)为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯( EGDMA)为交联单体,十二烷基硫酸钠(SDS)、辛基酚聚氧乙烯醚(TX-30)为复合乳化剂,α-甲基丙烯酸(MAA)为助乳化剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,微乳液聚合制备了聚丙烯酸酯印花涂料用黏合剂.用表面张力仪和Zetasizer Nano粒度仪进行了表征,研究了复合乳化剂的配比与用量、助乳化剂的用量和反应温度对微乳液粒径、Zeta电位、转化率和稳定性的影响.结果表明:m(SDS)∶m(TX-30)=1∶2,且量为体系总质量的3.0％ ～3.5％;MAA的用量为单体总质量的5％,反应温度为75～80℃,制得的微乳液单体转化率达96％,乳胶粒平均粒径为60 nm.     

水性羟基丙烯酸乳液的制备及在双组分水性聚氨酯涂料中的应用

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(n-BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)为主单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基二苯醚二磺酸为乳化剂,碳酸氢钠为缓冲剂,通过半连续乳液聚合工艺合成了双组分水性聚氨酯涂料用丙烯酸乳液。探究了丙烯酸单体用量、T_g、引发剂(APS)用量和乳化剂用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明当丙烯酸单体用量占单体总量的1%(质量分数,后同)、APS占单体总量的1%、乳化剂占3%、T_g设计为30℃时,合成的水性羟基丙烯酸乳液制备双组分聚氨酯涂料,其涂膜附着力好、耐水性好,铅笔硬度可达2H。     

微乳聚合制备高吸油性树脂——SDS水溶液/正丁醇/MAA/LMA体系微乳液的结构分析

绘制了十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液/正丁醇/丙烯酸甲酯(MAA)/甲基丙烯酸月桂酯(LMA)体系的拟三元相图,并用电导率法确定了微乳液的结构,同时考察了m(MMA)/m(LMA)对十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液/正丁醇/丙烯酸甲酯(MAA)/甲基丙烯酸月桂酯(LMA)/水体系相区的影响。结果表明:当m(MMA)/m(LMA)=3∶7;5∶5;7∶3时,微乳液存在O/W型,W/O型和双连续相(BC)三种结构。当m(MMA)/m(LMA)=7∶3时,还出现了液晶。     

水性纯丙乳液的合成及单体配比对乳液附着性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)分别为硬单体、软单体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)为乳化剂,采用半连续种子乳液聚合方法合成单体配比不同的水性聚丙烯酸酯乳液。利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、热重分析和动态热机械分析层测定水性聚丙烯酸酯的结构及性能。结果表明：随着硬软单体比的减小,聚丙烯酸酯乳液的粒径约为100nm;聚丙烯酸酯共聚物的低分子量部分,数均分子量约为3万,重均分子量约为5万;乳液膜的热分解温度从327.5℃升高到343.5℃,玻璃化转变温度从21℃降至-3.5℃;乳液的表面张力从39.83mN/m降至36.71mN/m、界面张力从19.01mN/m降至4.87mN/m、接触角从62.6°降到27.8°,附着牢度从50%提高到95%,当硬软单体比为7：13时,乳液的润湿性最好,附着牢度最高,满足乳液在BOPP薄膜上的应用要求。说明提高聚合物中软单体含量有利于提高乳液的润湿性,从而提高乳液的附着力。     

水性封闭异氰酸酯乳液的合成及稳定性研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,2-甲基咪唑为封闭剂,三乙胺为中和剂制备了水分散封闭异氰酸酯(WBI)乳液,考察了中和剂和Zeta电位(ζ-电位)对WBI乳液稳定性的影响,探讨了乳液耐电解质能力及其温敏特性对其解封温度及双组分聚氨酯漆膜性能的影响。实验结果表明:用三乙胺作为中和剂时,乳液粒径较小,稳定性及贮存稳定性均较好,最佳中和度为100%。随DMPA用量的增加,乳液的ζ电位绝对值增大,乳液粒径减小、耐电解质能力增强,乳液的稳定性提高。乳液的Zeta电位及粒径受温度影响较小,说明乳液较为稳定。DMPA用量为20%～25%(摩尔分数)较适宜。差示扫描量热法(DSC)分析表征其解封温度为125.6～138.1℃,应用表明此类WBI作为固化剂可以赋予涂料较好的耐水性、耐醇性、硬度及耐冲击性。     

硅烷改性氟代聚丙烯酸酯乳液的制备及其氟碳涂层表面性能

在阴/非离子表面活性剂作用下,将甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)与丙烯酸月桂酯(LA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPMS)在水相进行乳液共聚,合成了一种硅烷改性氟代聚丙烯酸酯(DLHM)乳液。用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)和透射电镜(TEM)等对DLHM的结构及乳液的物化性能进行了表征和测定。再将DLHM乳液制备成氟碳涂层,考察温度、乳液用量对涂层表面性能的影响。结果表明,DLHM乳液具有核壳结构、平均粒径为131 nm、Zeta电位为-24.09 mV。当固化温度为150℃、乳液用量为25 g时,所得涂层性能最佳,与水的接触角达128°,表现出良好的拒水效果。     

环氧改性水性丙烯酸乳液的制备与性能研究

以丁烯酸改性环氧树脂作为大分子改性剂,采用种子乳液聚合法合成水性环氧改性丙烯酸乳液,利用红外光谱、粒径分布、透射电镜对产品乳液进行了表征,研究了改性环氧树脂E51的用量、乳化剂配比与用量、含氟功能单体对其性能的影响。研究结果表明:丁烯酸改性环氧树脂E51的引入能够显著地提高漆膜的耐水性;改性环氧树脂E51用量为10%,乳化剂的用量(SDS∶OP-10=2∶1)为单体质量的1.2 5%,甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)的用量为3%,合成得到乳液的漆膜硬度及耐水性能最佳。     

阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能

以可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合合成的聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯-b-聚丙烯酸六氟丁酯(PDMAEMA-b-PHFBA)为稳定剂,通过无皂乳液聚合技术合成了阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液。用FTIR、1HNMR、TEM、DLS对乳胶粒子和聚合物的结构进行了表征。结果表明,当PDMAEMA-b-PHFBA的用量为总加料质量的2.4%时,乳液的稳定性好,Zeta电位达+57.8 m V,转化率达97.6%,乳胶粒具有明显的核壳结构,粒径分布指数为0.058。将阳离子型含氟聚丙烯酸酯无皂乳液用于皮革涂饰后,随着丙烯酸六氟丁酯用量的增加,涂饰后的皮革对水和二碘甲烷的接触角逐渐增加,当丙烯酸六氟丁酯用量为总单体质量的10%时,涂饰后的皮革对水的接触角为125°,对二碘甲烷的接触角为81.5°。     

含磺酸基/羧基水性聚氨酯的合成和表征

以磺酸基聚酯二醇(SIPG)和2,2–二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,以聚碳酸1,6–己二醇酯二醇(PHCDL)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6–己二异氰酸酯(HDI)为主要原料,采用预聚体法合成了水性聚氨酯(WPU)乳液。采用粒度分布分析、Zeta电位分析和黏度测试,考察了所制备的WPU乳液的性能。通过热重(TGA)、差示扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)和拉伸测试对WPU形成的薄膜的热性能和力学性能进行表征。结果表明:WPU乳液粒径为70~100 nm,且具有良好的稳定性;当n(SIPG)∶n(DMPA)为1.5∶1时,制备的WPU乳液的w(不挥发物)高、平均粒径小、粒径分布窄,所得薄膜的力学性能好。     

有机硅改性苯丙乳液的合成及其性能研究

采用半连续乳液聚合反应的方法合成有机硅改性苯丙乳液,系统考察了乙烯基硅油、乳化剂、引发剂等因素对乳液聚合反应及乳胶粒尺寸和涂膜性能的影响。以乙烯基质量分数为0.30%的羟基硅油与苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乳液共聚,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用m(十二烷基苯磺酸钠)∶m(聚乙二醇辛苯基醚)=1∶2的复合型乳化剂,70℃下共聚5～6h。所得的乳液带蓝色荧光,乳胶粒粒径为70～100nm,粒径分布窄,乳液具有良好的钙离子稳定性、贮存稳定性和耐温性,涂膜耐水性较好。     

丙烯酸酯无皂乳液合成及其在涂料染色中的应用

实验以无皂乳液聚合法合成聚丙烯酸酯无皂乳液胶黏剂,以过硫酸铵(APS)为引发剂,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,丙烯酸羟乙酯(HEA)为交联单体,进行了无皂乳液共聚的研究,得到性能较好的乳液,确定了最优合成方案.将合成出的聚丙烯酸酯乳液应用于织物上,对织物的性能的影响作了一定的探讨.实验结果表明:引发剂过硫酸铵(APS...     

木器漆用自交联改性苯丙乳液的合成以及性能研究

以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺(N-MA)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)及有机硅单体为主要原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用预乳化工艺和半连续种子乳液聚合法制备自交联改性苯丙乳液。考察了交联单体用量、交联单体配比、有机硅单体用量、引发剂用量以及聚合温度等因素对乳液性能的影响。研究结果表明:当交联单体用量为单体总量的5%,m(DAAM)∶m(N-MA)=3∶2,有机硅加入量为0.5%～1.0%,引发剂用量为单体用量的0.4%,聚合温度为83～87℃时,所得乳液的综合性能优良。     

纸质文物用功能型苯丙乳液施胶剂的合成研究

以苯乙烯(St)为硬单体、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为软单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、十二烷基硫酸钠(SDS)/烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用乳液聚合法合成了纸质文物保护用功能型苯丙乳液施胶剂。研究结果表明:当乳化温度为65℃、乳化时间为30 min、反应温度为75℃、反应时间为1.5 h、m(St)∶m(MMA)=0.5∶1、m(OP-10)∶m(SDS)=1.0∶1、w(总乳化剂)=2%、w(HEMA)=7.5%和w(APS)=1.5%(均相对于总单体质量而言)时,功能型苯丙乳液施胶剂的综合性能相对最佳;将该施胶剂用于纸张加固,则纸张外观良好、力学性能明显提高。     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,分别加入丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)作为聚丙烯酸酯改性剂,制备了2种含氟丙烯酸酯核壳乳液。采用1H-NMR、TEM、DSC、EDS-SEM、Zeta电位及纳米激光粒度仪等表征了乳胶粒子的组成、结构、粒径及其分布以及乳胶膜表面氟元素的含量。研究了2种含氟单体的用量对乳液稳定性、乳胶膜吸水率、单体转化率、乳胶膜表面疏水疏油性等的影响;研究结果表明:DFHM的改性效果明显好于HFBMA。当DFHM的加入量为4%时,乳胶膜对水的接触角达到93.5°,吸水率降为11.54%,对正己烷的接触角达到82.0°;乳胶粒子的平均粒径70.02 nm,粒径分布窄(PDI=0.082),且具有核壳结构;SEM-EDS测试结果显示,制备的含氟聚合物在成膜过程中,氟元素更易向表面迁移,从理论的5.70%上升到13.47%,从而使乳胶膜具有更好的疏水和疏油性能。     

水性涂料用苯丙树脂的制备及胶膜性能

以甲基丙烯酸(MAA)为亲水单体、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)为交联单体,与苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等通过半连续及转相乳液聚合法,制备了具有核壳结构的水性苯丙水分散体乳液,进一步将乳液制备成苯丙树脂胶膜。探讨了MAA核壳质量比,MAA、St、HPMA等单体用量对水性苯丙树脂水分散体乳液性能及胶膜性能的影响,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及热失重分析仪(TGA)对苯丙树脂胶膜的结构及热稳定性进行了表征,利用激光粒径散射仪(DLS)及透射电镜(TEM)对苯丙树脂乳液乳胶粒的大小及形貌进行了表征。结果表明:当MAA在核壳中分配质量比为2∶8、MAA用量为7%(以单体总质量为基准,下同)、HPMA用量为10%、St与MMA质量比为3∶1时,得到共聚物乳液的粒径为259.65 nm,黏度为349.1 mPa?s,胶膜耐水时间为90 h,硬度为72.4?,拉伸强度为1.422 MPa,断裂伸长率为59.355%;水性苯丙水分散体附着力为1级。     

改性纳米二氧化硅–丙烯酸酯聚氨酯乳液的制备及表征

以自制改性纳米Si O2水分散液、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,通过乳液聚合法制得改性纳米Si O2–丙烯酸酯聚氨酯乳液(Si O2–PUA)。通过傅里叶变换红外光谱、Zeta电位测试、热重分析和粒径分布测试等手段对乳液进行了表征,测试了漆膜的硬度、吸水率和耐醇性等性能,探讨了纳米Si O2添加量的影响。当纳米Si O2的添加量≤PUA含量的5%时,Si O2–PUA在469 cm-1处出现了明显的Si─O键弯曲振动峰,而PUA则没有,说明纳米Si O2与PUA可能发生了化学键合。添加5%改性纳米Si O2后,PUA乳液的Zeta电位由-46.5 m V变为-40.1 m V,绝对值减小,稳定性较好;热分解温度比PUA提高了35°C;胶粒平均粒径在纳米级,且Si O2粒子分散均匀;其漆膜硬度提高至4H,吸水率降为10.35%。     

自交联含氟丙烯酸树脂的合成及其在涂料中的应用

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)与丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、对氯甲基苯乙烯(CMS)和丙烯酸羟丙酯(HPA)[m(G04):m(BA):m(MMA)∶m(CMS)∶ m(HPA) =1.4∶2.5∶4∶3.5∶3]进行溶液聚合,分别用连续和间断滴加法制得了自交联含氟丙烯酸酯树脂.测试了涂膜的疏水性、硬度等性能；探讨了合成方法、烘烤工艺、稀释剂、纳米颗粒对涂膜性能的影响.结果表明:采用间断滴加法制得的树脂疏水性较好；该树脂的最佳成膜温度是150℃,成膜时间为15 min；加入纳米TiO2后,使用含有高沸点溶剂的混合稀释剂,涂膜的表面接触角可达119°.