改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液的制备及性能研究

以丙烯酸及丙烯酸酯类单体为原料,在预聚过程中加入自制的改性纳米硅溶胶,采用溶液聚合法制备了改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液,研究了反应时间、m(引发剂)/m(单体)和m(SiO_2)/m(单体)对复合乳液稳定性及其漆膜性能的影响。结果表明,反应时间为4 h、m(引发剂)/m(单体)为3%、m(SiO_2)/m(单体)为5%时,复合乳液的综合性能最优。与市售产品相比,所制备的改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液涂膜性能更优,其硬度为4H,附着力0级,冲击强度50 kg·cm,柔韧性2 mm。     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合乳液及其在涂料中的潜在应用

以六甲基二硅胺烷(HMDS)改性的纳米二氧化硅(SiO_2)为稳定剂制备了稳定性良好的Pickering乳液,再通过乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合乳液。通过单体转化率、粒径、成膜性等指标对乳液稳定聚合的条件进行了优化。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、扫描电镜、透射电镜和最低成膜温度测试仪对SiO_2粒子、乳液和乳胶膜进行了表征。该复合乳液粒径较小,稳定性良好,最低成膜温度为32°C,以其制备的胶膜附着力达到1级,铅笔硬度可达3H,耐水性良好。     

聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅Pickering复合乳液的制备及性能

以改性纳米SiO_2粉体作为稳定剂稳定丙烯酸酯类单体,采用Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合乳液。以单体转化率和乳液凝胶率为指标,对乳液聚合条件进行了优化,通过光学显微镜观察了乳状液的形貌,用动态激光散射(DLS)和透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对乳液及其成膜进行了表征。结果表明,SiO_2与乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)的质量比为5∶1、甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量比为1∶4时,乳液性能最优。DLS和TEM结果表明,复合乳液的粒径在790 nm左右;FTIR结果表明,复合乳液中有纳米SiO_2的存在;SEM结果表明,纳米SiO_2分散在复合乳液成膜中。将复合乳液应用于皮革涂饰中,应用结果表明,与聚丙烯酸酯乳液涂饰革样相比,Pickering乳液聚合法制备的复合乳液涂饰后革样的透气性、透水气性及耐干湿擦性能都有所提升。     

研发动态

石质文物保护剂湖北三江江河华工科技有限公司的何宜丰等人采用单体半连续滴加法,将有机硅单体和有机氟单体的乳化液与丙烯酸单体预乳化液进行接枝共聚;所得乳液与不同粒径的硅溶胶共混,制备出含氟硅丙烯酸酯复合乳液。将复合乳液涂覆在     

硅-丙共聚物纳米乳液的合成条件优化

采用种子半连续乳液聚合法制备有机硅改性丙烯酸酯纳米乳液。以胶膜吸水率和单体转化率为实验指标,通过正交实验得到42%固含量(质量分数,下同)的硅-丙共聚物纳米乳液的最佳合成工艺条件为:反应温度85℃,乳化剂、引发剂、有机硅用量分别占单体质量的3%、0.1%、7%,单体配比m(MMA)∶m(BA)为28∶20。对最优方案所得样品的粒径及其分布分析发现,粒子93%以上小于100nm,平均粒径为71.0nm,粒径分布相对较宽;红外分析及交联度测定均表明有机硅与丙烯酸酯发生了共聚。所得乳液的胶膜具有较低的吸水率,乳液具有较好的钙离子稳定性、机械稳定性、耐热性、稀释稳定性。     

纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液的研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷对纳米硅溶胶进行表面改性,使其表面接枝上可反应的乙烯基官能团,以过硫酸钾作为引发剂,与乙烯基有机硅单体、丙烯酸酯类单体进行原位聚合反应制备纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液。系统研究了聚合温度、乳化剂对聚合反应过程中乳液稳定性、乳胶膜吸水率以及乳胶粒子粒径的影响,结果表明:聚合过程中反应温度分别控制在80℃、90℃,转化率最高;烷基聚氧乙烯醚(AEO)与十二烷基苯磺酸钠(LAS)质量比为1.5∶1~2∶1,乳化剂用量为1.5%~2.0%时,制备的乳液稳定性最好,乳胶膜的吸水率低于3%,与其他共混乳液、聚硅氧烷乳液相比,吸水率显著降低;透射电子显微镜(TEM)观察结果显示:乳液中存在以纳米SiO2为核、聚硅氧烷聚合物为壳的结构形态,与共混乳液相比,改性乳液中游离的纳米SiO2粒子数大大减少。     

改性纳米SiO_2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及应用研究

用A-151和KH-570对纳米SiO2进行改性,并与丙烯酸酯单体反应制备得到复合乳液。用傅里叶红外光谱仪对改性硅溶胶进行了检测,测定了复合乳液的密度和黏度。加固过的土块耐水能力和抗压能力提高了2倍,并且抗盐碱和抗冻融能力有明显的提高。改性纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液可以应用于土遗址保护。     

纳米TiO2原位聚合硅丙复合乳液的制备

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行表面处理,以改性纳米二氧化钛和有机硅中间体为种子乳液,以过硫酸钾为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(MBA)为主要共聚单体,通过原位聚合反应,合成纳米TiO2-硅丙复合乳液。采用红外光谱、透射电镜(TEM)、激光粒度分布等手段,对所制备的纳米TiO2-硅丙复合乳液进行了表征,证明所得产品是硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物,具有核/壳结构,且乳液粒径分布较窄,平均粒径在63 nm左右。     

有机硅改性丙烯酸乳液性能的研究

采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合方法进行共聚,合成了有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液,考察了有机硅单体用量对乳液机械稳定性、热稳定性、电解质稳定性和冻融稳定性的影响,同时还考察了乳液胶膜的机械性能和吸水率改进。     

SiO2溶胶在微滴乳液聚合中的原位纳米复合

本文提出将正硅酸乙酯(TEOS)的非水sol-gel反应与单体的微滴乳液聚合技术相结合,制备聚丙烯酸酯/二氧化硅纳米复合乳液。首先采用凝胶时间的测定与动态光散射等手段研究TEOS在甲酸催化下的非水sol-gel反应动力学,表明当甲酸/TEOS的摩尔比大于6,有利于形成颗粒状纳米二氧化硅溶胶。以硅烷偶联剂KH-570对非水溶胶原位改性,然后引入丙烯酸酯共聚单体中,研究硅溶胶的存在对单体微滴乳液聚合的影响。结果表明,聚合动力学与单体的微滴乳液聚合基本相似,但二氧化硅的引入改变了单体微滴的均一性和剪切分散的稳定性,导致乳胶粒径逐渐增大,粒径分布变宽。复合乳胶粒是若干无机粒子以微相区被包覆于有机聚合物中的纳米复合结构形态。     

乙烯基硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的结构与性能表征

采用种子乳液聚合法,引入乙烯基三异丙氧基硅氧烷(C-1706),在(78±2)℃合成了硅氧烷改性丙烯酸酯共聚物乳液.用傅立叶变换红外光谱仪和粒度仪分别测定了共聚乳液产物的结构和粒径分布,用透射电镜和扫描电镜测定了乳胶粒子形态和乳胶膜形态,用紫外老化仪测定了乳胶膜的耐老化和耐沾污性能.实验结果表明,采用种子乳液聚合技术可将硅氧烷引入到共聚物大分子中,得到平均粒径为51.8～76.6nm且粒径分布窄的硅氧烷改性丙烯酸酯乳液,其涂膜耐候性和耐沾污性优异.     

纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合乳液的合成及其涂膜性能

以改性硅溶胶与丙烯酸酯类单体原位聚合,采用单体预乳化、半连续滴加法制备了高硅含量纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,研究了纳米SiO2和甲基丙烯酸(MAA)的用量、乳化剂配比和乳液固含量对乳液性能的影响,利用红外光谱、热重分析等方法对乳液结构和热稳定性进行了表征,测试了乳胶膜的性能。当SiO2用量为20%,乳化剂中m(OP-10):m(DNS-86)=1:3,功能性单体MAA用量为5%,乳液固含量为40%时,可制得稳定性良好的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,其涂膜硬度为6H,附着力1级,耐磨性达2500r,且具有良好的耐水性和耐热性。     

纳米TiO2／硅丙复合乳液的光催化抗菌性

北京化工大学的徐瑞芬等人采用原位聚合法制备了纳米TiO2有机硅改性丙烯酸酯复合乳液。结果发现，纳米TiO2有机硅改性丙烯酸酯复合乳液及其乳胶膜具有很强的紫外线吸收和可见光吸收性能，能将吸收的光能转化为杀菌、抗病毒的化学能；该乳液对枯草杆菌黑色变种芽孢、大肠杆菌、     

聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的表征及对复合薄膜的粘结作用

通过预聚体分散法制备出阴离子自乳化型聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液,对乳液粒径、贮存稳定性进行了表征,对共混型和共聚型复合乳液胶膜进行了DSC表征,测试了乳液胶膜的耐水性,并且研究了该乳液对PVC/PVC、PET/PE等复合薄膜的粘结作用。     

环保型真空镀铝转移纸用复合胶的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为共聚单体,PGM-600为功能性单体,双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酰肼(ADH)、丙烯酸(AA)为复合交联剂,乳化剂NPS-68和OP-10为乳化体系;采用乳液聚合方法制备出环保型真空镀铝转移纸用复合胶粘剂。实验结果表明,采用NPS-68为主乳化剂,乳液的稳定性能好,并可制备出细粒径纳米乳液(粒径130 nm)。添加功能性单体PGM-600,在共聚物分子链端接枝磷酸酯官能团,增强了复合胶对镀铝材料的粘附性。选用DAAM/ADH/AA作为乳液的共聚交联剂,通过控制聚合物的交联密度及柔韧性,提高了铜版纸与真空镀铝材料的复合牢度及耐折叠性能,可满足使用要求。     

聚硅氧烷改性苯丙乳液—II共聚改性

通过聚硅氧烷乳液与苯乙烯丙烯酸酯类单体接枝共聚，制得了具有互穿聚合物网络结构的聚硅氧苯丙复合乳液。本文研究了这种共聚、改性的苯丙橡胶膜的形态结构、力学性能及耐紫外性能。结果表明：共聚改性能有效的控制相分离和聚硅氧烷分子链向膜的表面迁移；橡胶膜的力学强度与乳液共混改性的橡胶膜相比大有提高；聚硅氧烷的改性明显了苯丙橡胶膜的耐紫外线性能。