纳米SiO_2表面改性及其在WPUA中的应用研究

用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2进行表面改性,通过光固化法制备纳米SiO2/水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)复合涂膜,考察了纳米SiO2的粒径、改性条件及SiO2和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)用量对涂膜性能的影响。结果表明,当KH-570用量为10%,反应温度为60℃和反应时间为7 h时,对纳米SiO2表面的改性效果最好;采用粒径为56 nm的改性SiO2所制备的WPUA具有优良的性能;当DMPA的质量分数为6.5%～8.0%时,WPUA乳液的稳定性和外观较好;当加入1.0%改性后的纳米SiO2时,WPUA乳液和涂膜的综合性能较佳。     

有机硅改性耐热型核壳苯丙乳液的制备与性能研究

以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为主要单体,采用种子乳液聚合工艺制备出具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。分别通过环氧树脂(E-51)、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、纳米Si O2进行改性,并对乳液及涂膜的性能进行了检测分析和表征。红外光谱分析结果表明各单体反应完全;改性后乳液涂膜的硬度有明显提高;KH-570改性的丙烯酸酯乳液涂膜具有最好的抗黏连性和耐热性,其中耐热温度达400℃,抗黏连性达到1级。     

有机硅改性含磷苯丙防锈乳液的合成与性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸单丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺为交联单体,磷酸酯PAM-100为功能单体,硅烷偶联剂KH-570为改性剂合成了防锈苯丙乳液。研究了乳化剂的选择以及用量、软硬单体比例、磷酸酯的用量及加入方式、有机硅的添加量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,n(BA)∶n(St+MMA)=1∶1.75,SR~10/DNS-458为乳化剂,用量为单体质量分数的0.8%~1.0%,延后方式滴加质量分数3%的磷酸酯,KH-570质量分数1%时,乳液性能稳定,凝胶率小,涂膜硬度和耐水性良好,3%的中性盐水中浸泡360 h,漆膜无明显起泡生锈现象,与普通商品苯丙乳液相比,具有优异的防锈性能。     

UV固化超支化PUA/SiO_2杂化涂料的制备及性能研究

以TEOS(正硅酸乙酯)为无机前驱体、KH-570(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)为改性剂,采用溶胶凝胶法在酸性催化条件下合成了改性硅溶胶;然后以HPUA[超支化PUA(聚氨酯丙烯酸酯)]为低聚物、PETA(季戊四醇三丙烯酸酯)为活性稀释剂,制备了UV(紫外光)固化HPUA/SiO_2杂化涂料。研究结果表明:杂化涂膜的热稳定性高于纯PUA涂膜;当w(改性硅溶胶)=16%(相对于单体总质量而言)时,杂化涂料的综合性能相对最好,其柔韧性为2 mm、铅笔硬度为4H和附着力为1级,并且涂膜的耐溶剂性、耐腐蚀性和耐磨性俱佳。     

双重改性耐高温丙烯酸酯压敏胶的制备

以丙烯酸酯单体为原料、KH-570(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)和GH(水性多异氰酸酯)固化剂为改性剂,制备了高性能的耐高温丙烯酸酯PSA(压敏胶)乳液,并考察了KH-570掺量、GH掺量对PSA各项性能的影响。研究结果表明:随着KH-570掺量的不断增加,PSA乳液的粒径增大、凝胶率增多且储存稳定性变差,PSA胶膜的表面粗糙度和耐热性呈递增趋势;此外,随着GH掺量或KH-570掺量的不断增加,PSA的高温持粘力增大,但180°剥离强度和初粘力下降。当w(KH-570)=0.3%(相对于总单体质量而言)、w(GH)=0.7%(相对于PSA乳液质量而言)时,PSA的综合性能相对最好。     

中空SiO_2微球的制备及其对水性聚氨酯涂膜透水汽性能的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵胶束为软模板、四乙氧基硅烷(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为混合硅源、氨水为催化剂制备了表面亲水的中空Si O2微球。考察了硅源总用量、硅源比例(TEOS/KH-550)对中空Si O2微球形貌的影响。然后将制备的中空Si O2微球与水性聚氨酯乳液物理共混,考察中空Si O2微球对水性聚氨酯涂膜透水汽性、耐水性以及力学性能的影响。结果表明:随着硅源总用量的增加,中空Si O2微球的粒径变化不大,壳层厚度先增大后不再变化,且其中小粒径实心Si O2微球的数目增加,复合涂膜的透水汽性呈现先升高后降低的趋势;随着硅源中TEOS比例的增大,中空Si O2微球的壁厚逐渐增加,复合涂膜的透水汽性先逐渐升高后逐渐降低;同时,中空Si O2微球对复合涂膜的力学性能和耐水性能均有一定的改善作用。     

Pickering乳液的制备及稳定性研究

Pickering乳液是一种由固体粒子取代有机表面活性剂稳定乳液体系的新式乳液。采用St?be法,以无水乙醇作共溶剂,用氨作催化剂,分解正硅酸乙酯(TEOS)制备纳米固体SiO_2粒子,然后用纳米固体SiO_2粒子作稳定剂,制备三氯甲烷/水的Pickering乳液。考察了纳米固体SiO_2粒子加入量、油水体积比、氢氧化钠溶液浓度对Pickering乳液稳定性的影响。结果表明:当纳米固体SiO_2粒子加入量为0.035g、油水体积比为1:350、氢氧化钠溶液浓度为0.01mol·L~(-1)时,制备的乳液稳定性最好。     

有机硅改性核壳苯丙乳液的制备及性能研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)为单体,KH-570、KH-602为偶联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)与OP-10为乳化剂,采用乳液聚合方式制备了一种具有核壳结构的有机硅改性苯丙乳液。试验考察了反应温度、乳化剂体系、单体配比、KH-570含量以及KH-602含量对乳液性能的影响,并采用激光粒度仪(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对乳液进行了分析,使用热重分析(TG)、红外(FT-IR)分析和拉伸测试对乳液形成的胶乳膜进行了表征和测试。研究结果表明:当聚合温度70～80℃、复合乳化剂OP-10/SDS比例为4∶3、丙烯酸异辛酯添加量为55%、KH-570添加量为5%、KH-602添加量为20%时,得到的胶乳膜最大失重速率温度为373.02℃,断裂强度为3.58 MPa,抗拉强度为2.36 MPa,断裂伸长率为257%,且具有良好的耐水性能。     

有机硅改性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的研究

以十二烷基硫酸钠、OP-10为乳化剂，采用预乳化的方法，将甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷（KH-570）-丙烯酸酯-聚氨酯进行乳液共聚，制得了稳定的聚合物乳液。采用红外光谱、透射电镜对共聚物结构及其乳胶粒子形态进行了表征；研究了KH-570的用量，反应温度、pH值对共聚反应聚合速率的影响。结果表明：采用乳液共聚法合成的聚合物分子链七带有硅氧烷基团；乳胶粒子为粒径在50-100nm之间的球形粒子；体系聚合速率随KH-570用量的增加而降低；随体系温度的升高而增加；KH-570的引入明显提高了涂层的耐水性。     

聚丙烯酸丁酯/二氧化钛杂化薄膜的制备、表征及紫外吸收性能

以钛酸正四丁酯、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,经水解缩合得到KH-570-g-TiO2粒子;再以KH-570-g-TiO2为种子,丙烯酸丁酯为壳单体,采用乳液聚合法制备核壳型聚丙烯酸丁酯(PBA)/TiO2杂化乳液,并将其制备成薄膜,对产物结构和性能进行了表征.结果表明,KH-570水解...     

纳米SiO2改性水性聚脲的制备与性能

采用纳米二氧化硅(SiO_2)为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚胺(D2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)以及三乙胺(TEA)为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备了纳米SiO_2改性水性聚脲。利用FTIR、TEM、SEM、TGA等对聚合物结构与性能进行了表征与测试,并且研究了纳米SiO_2含量(纳米SiO_2占IPDI、D2000、DMPA、EDA、KH550、TEA总质量的百分比,下同)对水性聚脲乳液和涂膜性能的影响。结果表明:随着纳米SiO_2含量的增加,水性聚脲乳液的粒径增大,黏度变大,涂膜的吸水率降低,拉伸强度先变大后变小,接触角变大和断裂伸长率降低。当体系中纳米SiO_2质量分数为2.0%时,涂膜的综合性能最佳,吸水率和水接触角分别为11.12%、75.24°;改性后的涂膜相比未改性的涂膜热分解温度提高10℃左右。     

有机硅改性丙烯酸酯乳液的性能研究

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性丙烯酸酯类聚合物,合成了丙烯酸酯聚合乳液,研究了单体配比、乳化剂用量、聚合方法对乳液性能的影响.结果表明,当软硬单体配比为O.8,乳化剂用量为4%时,乳液的综合性能较好.     

聚硅氧烷-(甲基)丙烯酸酯共聚乳液的制备与性能

八甲基环四硅氧烷(D4)在复合乳化剂的作用下开环形成端羟基线型聚硅氧烷乳液,然后加入γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅(KH570),pH=4的条件下KH570水解,再与端羟基线型聚硅氧烷脱水形成含反应双键的长侧链聚硅氧烷,再加入(甲基)丙烯酸酯单体,自由基聚合得到聚硅氧烷-(甲基)丙烯酸酯乳液。通过这种方法,有机硅单体可占到整个单体质量的80%。然后,通过29SiNMR、FTIR对含反应双键的聚硅氧烷及聚硅氧烷-(甲基)丙烯酸酯聚合物进行结构表征,并对乳液及其聚合物膜的性能进行了表征,结果表明,KH570完全水解后与端羟基聚硅氧烷形成含反应双键的长侧链聚硅氧烷,同时也表明当有机硅质量占整个单体质量的80%时乳液涂膜吸水率最终为5.3%,表面自由能为6.56 mN/m,聚硅氧烷-(甲基)丙烯酸酯共聚物最大热失重速率温度为577℃。聚合物的耐水性和热稳定性能有很大提高。     

空心纳米SiO2的合成 影响因素研究

采用硬模板法制备了空心纳米SiO_2颗粒,以聚丙烯酸-2000(PAA)为模板剂,以原硅酸四乙酯(TEOS)为无机前驱体,研究了PAA加量和NH_3·H_2O加量对PAA聚集体大小的影响以及TEOS加量对纳米颗粒大小的影响;对合成的空心纳米SiO_2颗粒进行了SEM/TEM、FT-IR、接触角分析和稳泡性能评价。结果表明:室温条件下、PAA加量为0.089g、NH_3·H_2O加量为1.5mL、TEOS加量为0.75mL,最终得到的样品呈现良好的单一分散状态,合成的颗粒粒径均匀,主要粒径为43nm,内核为35nm,密度为1.01g·cm~(-3),水接触角为6°。空心纳米SiO_2颗粒的加量为0.1wt%稳泡效果最佳,且空心纳米SiO_2的稳泡性能优于实心纳米SiO_2颗粒,泡沫的性能提高了11.3%。     

阳离子型丙烯酸/醇酸树脂乳液的制备及性能

以醇酸树脂(BTS-SZ)为原料,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用溶液转相乳液聚合法,制备了丙烯酸酯聚合物/醇酸树脂乳液(WPAARSi)。探讨了单体滴加时间、聚合温度、单体配比、BTS-SZ用量对WPAARSi涂膜光泽度及耐水性的影响。采用FTIR、TEM、GPC、TGA及镜向光泽度计等对聚合物进行了结构表征与性能测试。结果表明:当单体滴加时间为2 h、聚合温度为85℃、w(DM)=6%、m(MMA)∶m(BA)=18∶2、w(BTS-SZ)=55%、w(KH570)=0.62%、w(AIBN)=1.62%时,涂膜的光泽度为116%,吸水率为2.8%。GPC测试表明,改性后醇酸树脂的数均分子质量由1413提高到了2945,分布指数(PDI)由3.646提高至6.741;TGA测试表明,改性后醇酸树脂的热稳定性提高;流变行为分析表明,乳液具有良好的触变性。     

KH-570对硅丙核/壳乳液合成及性能影响的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯腈(AN)为主要原料,γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为改性剂,采用半连续种子乳液二阶段聚合法制备出一种核/壳结构型硅丙乳液。研究结果表明:KH-570含量对胶膜吸水率影响较小;胶膜力学性能及其保持率随KH-570含量增加而增大;当w(KH-570)=5%(相对于单体总质量而言)时,乳液及其胶膜的综合性能相对最好,其吸水率、拉伸强度和断裂伸长率分别为6.92%、13.37 MPa和43.98%,吸水48 h后拉伸强度和断裂伸长率分别为12.01 MPa和40.02%,吸水48 h后拉伸强度和断裂伸长率的保持率分别为89.83%和91.41%。     

含氟硅丙烯酸酯核壳乳液及涂膜表面性能

在可聚合阴离子乳化剂体系下,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为功能单体,采用半连续种子乳液聚合法合成了含氟硅丙烯酸酯核壳乳液。考察了DFMA和KH-570用量对乳液聚合过程和乳胶膜表面疏水性能的影响,并对乳胶膜的表面自由能进行了估算。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)、接触角(CA)及X射线光电子能谱(XPS)对氟硅丙乳液及乳胶膜进行了表征。研究结果表明,氟硅单体有效地参与了聚合,乳胶膜中氟硅元素呈梯度分布,当氟硅丙乳液中DFMA和KH-570用量分别为16%和5%（质量分数）时,涂膜-空气界面与去离子水的接触角为110.6°,涂膜的表面能低至15.4 mN·m^-1,其疏水性和耐热性有较大幅度提高。     

纳米TiO_2改性丙烯酸乳液制备防滑膜的研究

水性丙烯酸乳液因其环保性而越来越多地被应用到涂布中,但若用于塑料薄膜涂布,则须先对丙烯酸乳液进行改性,以增加其耐水性和防滑性。采用硅烷偶联剂KH-570改变纳米TiO_2的表面性能,制备了KH-570/纳米TiO_2;再将其用于改性丙烯酸酯乳液以提高摩擦系数;将改性后的丙烯酸乳液涂覆在PE膜上,制备了防滑膜。结果表明:硅烷偶联剂的质量分数为20%时,KH-570/纳米TiO_2的表面性能最佳,亲油性和分散性明显改善;KH-570/纳米TiO_2与丙烯酸酯乳液的相容性较好,当纳米TiO_2在丙烯酸酯乳液中的添加量(w)为0.1%时,乳液的稳定性和耐水性最佳。对涂覆涂料前后的PE膜进行了附着力、静态接触角、静摩擦系数和剥离力测试,结果表明:改性纳米TiO_2质量分数为0.1%时的乳液,固化后涂层的静摩擦系数最高,粘连程度最低。     

硅烷偶联剂KH-602改性水性聚氨酯的研究

以聚醚(N-210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本单体,以硅烷偶联剂3-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)作为后扩链剂,通过在后扩链工艺中加入不同比例的KH-602,合成了一系列改性的固含量在28%~40%的水性聚氨酯乳液。用红外光谱对产物结构进行了表征,考察了KH-602加入量对乳液稳定性、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对乳液进行了接触角的测试。研究表明在一定范围内,随着KH-602加入量的增加,胶膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降,耐热性提高,接触角增大。     

正硅酸乙酯改性氟硅丙复合物乳胶膜的性能

文章将正硅酸乙酯(TEOS)氨解之后,加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)及含氟单体以及丙烯酸酯类单体共聚,制得稳定的氟硅丙乳液。研究结果表明,氟硅单体最佳质量百分比为ω(FM)∶ω(改性纳米Si O_2)=3∶1,此时此时乳液表面张力为28.57 m N/m,乳胶膜对水的接触角为125°,铅笔硬度2 H,附着力2级,吸水率8.5%。