氟硅改性苯丙乳液的制备及其性能研究

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(GO4)作为苯丙乳液的改性剂,采用半连续乳液聚合法制得了核壳型氟硅改性的苯丙乳液。讨论了乳化剂用量、引发剂用量、交联剂用量以及改性剂用量对乳液单体转化率的影响,并对改性乳液和未改性乳液进行了性能测试。结果表明,改性后的苯丙乳液比未改性的苯丙乳液转化率高,涂膜吸水率低,耐溶剂性好;乳胶膜的红外光谱测试表明单体已经反应完全且氟硅单体已接枝到共聚物中;粒径分析和TEM测试则说明乳胶粒粒径较小,呈核壳型结构且粒径分布均匀。     

核壳型聚丙烯酸酯乳液的耐水性能研究

采用种子乳液二阶段聚合法,制备了经丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)交联、具有核壳结构的甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)/丙烯腈(AN)复合乳液,研究了核壳软硬单体比、AN及壳层中交联单体AM含量对乳胶膜吸水率的影响。结果表明:乳胶膜吸水率主要受壳层软硬单体比例的影响,软硬单体比值越小,乳胶膜的吸水率越低;丙烯酸/丙烯酰胺复合交联剂对乳胶膜吸水率的影响不明显;功能单体丙烯腈可明显降低乳胶膜的吸水率,乳胶膜吸水率随丙烯腈含量的增加而逐渐降低,最低达到9.40%。     

核壳型硅丙复合乳液的合成及其性能研究

用单体预乳化法和半连续种子乳液聚合法合成了核壳型硅丙复合乳液,研究了壬基酚聚氧乙烯醚-2-磺酸基琥珀酸单酯二钠盐(MS-1)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配比例、核层聚合乳化剂补加速率及壳层聚合乳化剂补加速率对乳液性能和乳胶粒粒径及其分布的影响。考察了复配乳化剂用量对单体转化率、涂膜耐水性的影响规律。结果表明,所合成的系列乳液中,复配乳化剂所合成乳液的乳胶粒粒径小,粒径最小为72.99nm,乳液黏度大,其最大值为60.0mPa.s;而采用MS-1单一乳化剂所合成乳液的乳胶粒粒径分布最窄,其多分散性指数(PDI)为0.01,乳液黏度最小,其值为37.78mPa.s。当核层和壳层聚合乳化剂持续补加时间分别为120min和210min时,聚合体系乳胶粒数目基本保持不变,后续加入的单体在种子乳胶粒表面进行聚合,形成"核壳"结构。此外,随着乳化剂用量增加,单体的转化率提高但涂膜的耐水性下降。并用红外、透射电镜分别对聚合物分子链结构和乳胶粒形貌结构进行了表征。     

无溶剂含氟水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

采用无皂乳液原位聚合法,制得无溶剂FWPUA(有机氟改性聚氨酯/丙烯酸酯)复合乳液,研究了HFBA(丙烯酸六氟丁酯)含量对FWPUA胶膜性能的影响。研究结果表明:乳胶粒呈现核壳结构,粒径小于100 nm,并随HFBA含量的增加而增大;当w(HFBA)=5%时,聚合物具有良好的热稳定性,吸水率低至3.71%,水滴静态接触角达到93.35o,浸水行为测试证明聚合物中氟基团在表面伸展,呈现低表面能和防水性能。     

交联剂含量对核壳型聚丙烯酸酯乳液及胶膜性能的影响

以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联单体,采用半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体合成了核壳型聚丙烯酸酯乳液,研究了核层TMPTMA含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着核层TMPTMA含量的增加,乳胶粒子的平均粒径减小,凝聚率增大;胶膜的拉伸强度及断裂伸长率均增大,与水的接触角变小;在反应条件、单体种类及配比相同的情况下,核壳型丙烯酸酯乳胶膜比非核壳型乳胶膜的杨氏模量及拉伸强度明显变大。     

乙酰乙酰基丙烯酸酯聚合物乳液的合成及室温交联改性

采用半连续种子乳液聚合法合成了核壳型乙酰乙酰基丙烯酸酯聚合物乳液,并采用1,6-己二胺对其进行了室温交联改性。探讨了乳液聚合反应条件和交联单体甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:当乳化剂十二烷基联苯醚二磺酸钠(DSB)、引发剂过硫酸钾(KPS)用量分别为单体总量的1.5%(wt)和0.5%(wt)时,单体转化率高,凝胶率低。透射电镜(TEM)分析显示乳胶粒呈明显的核壳结构,粒径约为130 nm。DSC、TGA和力学性能测试表明交联提高了乳胶膜的玻璃化转变温度、热稳定性及力学性能。随着AAEM用量的增加,乳胶膜的性能逐渐得到提高。当AAEM用量为单体总量的7%(wt)时,加入己二胺的乳液仍贮存稳定,可以单组分包装,并且交联后的乳胶膜性能优异。     

水性木器涂料用有机硅改性苯丙乳液的合成与性能研究

采用半连续乳液聚合法合成了高固含量、低黏度水性木器涂料用核壳结构苯丙乳液,讨论了交联单体的选择和用量、硬单体(St/MMA)比例、聚合物结构对乳液性能的影响。然后通过有机硅改性丙烯酸乳液,考察了有机硅添加量对乳液性能的影响,并探讨了粒子结构对水性木器涂料用苯丙乳液成膜体系的影响。以FT-IR表征了合成的苯丙乳液的结构,表明所得聚合物结构是按设计合成的,以DSC测试了树脂的玻璃化温度,与设计值相近,以SEM表征了乳液的粒子形态,结果表明在乳液中乳胶粒以均一的粒径均匀分散。     

自交联型可再分散苯丙乳胶粉的制备及水分散性与耐水性的协同优化研究

软核硬壳结构苯丙乳液壳层引入自交联单体N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),经喷雾干燥获得水分散性和涂膜耐水性俱佳的自交联型可再分散乳胶粉。采用FT-IR光谱、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、马尔文激光粒度分析、原子力显微镜(AFM)等手段对原乳液、乳胶粉、再分散乳液进行表征,研究了乳液中和、干燥和再分散过程,分析了乳胶粉能兼顾再分散性和聚合物涂膜耐水性的机理。研究结果表明,自交联型苯丙乳液具有规整的软核硬壳结构,乳胶粉的粒径在2~20μm,遇水可迅速分散得到平均粒径182 nm的再分散乳液。乳液壳层添加NMA能削弱乳胶粒表面的疏水缔合作用,形成更厚的"绒毛结构"和水化层,因而抑制干燥时的乳胶粒凝聚融合,阻止乳胶粒之间的交联反应,优化了乳胶粉的亲水分散性。自交联作用使可再分散乳胶粉所成聚合物膜的吸水性降低40%以上,因此,采用NMA交联改性同时优化了苯丙乳胶粉的水分散性与耐水性。     

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。     

叔碳酸乙烯酯改性水基双组分热固性PUA涂层的制备及性能研究

采用叔碳酸乙烯酯(VEOVA-10)作为功能单体,通过溶液聚合相转换法改性高羟值聚丙烯酸酯核壳乳液(VWPA),并与水性异氰酸酯固化剂(DIC5500)复配得到双组分聚氨酯丙烯酸酯热固性涂层(VWPUA)。通过对聚合物结构、乳液粒子特性、胶膜热稳定性和胶膜微观形态进行分析,并评价复合涂层VWPUA的硬度、耐水性能、附着力和抗冲击性。研究结果表明:VWPA乳胶颗粒的粒径在100-200 nm之间,呈现核壳乳胶粒结构;通过VEOVA-10改性后,漆膜断面由韧性断裂转变为膾1生断裂,热失重速率降低。与VWPUAO相比,VWPUA3漆膜具有较高的耐热性能,VWPUA3的T_(5%)提高了32.94℃,T_(10%)增加了40.19℃,T_(50%)提高了24.81℃;漆膜吸水率降低到2.38%,铅笔硬度为2H;胶膜应力-应变曲线表现为硬而韧特性;高羟值聚丙烯酸酯乳液壳相引入叔碳酸乙烯酯,其叔碳结构高空间位阻效应能够有效提高复合涂层的热稳定性能和耐水性能。     

一种新型丙烯酸乳液的研制

采用预乳化工艺和种子乳液聚合的方法,合成了具有核壳结构的皮革用丙烯酸酯乳液。并讨论了乳胶粒核层和壳层的温度、核壳单体质量比、聚合物的玻璃化温度Tg以及交联剂等因素对乳液性能的影响。实验结果表明:当乳胶粒是软核硬壳、核壳质量比为1∶4、聚合物的玻璃化温度为25℃并在反应过程中加入交联剂时得到的乳液具有优良的综合性能。     

不同偶联剂对苯丙乳液的改性效果

采用核壳乳液聚合法,利用前期研究已确定的核壳乳液合成配方,分别将不同种类和用量的硅烷偶联剂[γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)以及乙烯基三乙氧基硅烷(DL-151)]引入到苯丙乳液中,制得有机硅改性苯丙乳液。利用差示扫描量热分析(DSC)法、透射电镜(TEM)法和粒度分析法等多种检测手段,研究了偶联剂的种类与用量对乳液性能(包括粒径及其分布、钙离子稳定性、黏度、玻璃化转变温度及乳胶粒的核壳结构等)和乳胶膜性能(包括成膜性、吸水率、耐水性、附着力和铅笔硬度等)的影响。结果表明:乳胶粒的平均粒径最小为115 nm;DL-151和KH-560对苯丙乳液的改性效果较好,可以考虑将两者复配后共同改性苯丙乳液,以期获得综合性能较好的改性苯丙乳液。     

含氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液的粒子形态与性能研究

研究了通过半连续滴加法制备的无皂含氟丙烯酸酯聚合物乳液乳胶粒形态、聚合条件对乳胶粒粒径的影响,测定了乳液性能和乳胶膜的表面性能。制备的含氟乳液的乳胶粒呈圆形,粒径分布窄。乳液稳定性好,含氟乳胶膜对水的接触角为110.2°,吸水率低,表现出优异的表面性能。     

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。     

无皂苯丙乳液的合成及其性能研究

在少量甲基丙烯酸钠盐的存在下，成功合成了具有高稳定性、高透明性的聚（苯乙烯／丙烯酸丁酯）P（St/BA)无皂共聚乳液。同时，还对不同配方的乳液及其涂膜的综合性能进行了研究，总结了组成与性能之间的对应关系，并着重讨论了单体组成与乳液表面能、乳胶粒尺寸之间的关系。结果表明：随单体配比中St含量的增加，乳液接触角和乳胶粒粒径减小；乳胶粒具有均一的尺寸，并显示出明显的核壳结构。通过对苯丙无皂乳液组成与性能关系的研究，积累了一定量的理论数据，为无皂乳液产品的进一步研究开发提供了条件。     

硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用经典的St(o)ber法在常温下制备纳米级硅溶胶,用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对其改性.在阴离子乳化剂和非离子乳化剂共同存在下,通过乳液聚合制备了硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳液.表征了乳胶粒形貌,测试了共聚物组成及性能、乳液稳定性和乳胶膜性能.结果表明:乳胶粒有明显的核壳结构,乳液有良好的储存稳定性、稀释稳定性、高温和低温稳定性;硅溶胶/含氟聚丙烯酸酯复合乳胶膜吸水率达12.50％,对水的接触角为93 5°;复合物的热稳定性高于普通聚丙烯酸酯共聚物和含氟聚丙烯酸酯共聚物.     

核壳型复合聚合物乳液合成工艺研究

以乳化单体加料的种子聚合技术,合成了聚丙烯酸乙酯/聚苯乙烯核壳型复合聚合物乳液.确定了种子聚合过程中乳化剂补加量与聚合单体量之间的定量关系和合理的单体加料速率.该体系所得聚台物乳液的乳胶粒是“翻转型”的核壳结构.     

耐沾污聚氨酯-苯丙-含氟丙烯酸酯共聚乳液的制备

以含氟PU(聚氨酯)为壳、低Tg(玻璃化转变温度)的苯丙(SA)共聚物为核,采用乳液聚合法成功制备出FPUA(PU-SA-含氟丙烯酸酯三元共聚物)乳液;然后以此为基体,制备了水性外墙弹性涂料。采用透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)法、红外光谱(FT-IR)法和差示扫描量热(DSC)法等分别测定了FPUA乳液的微观形貌、粒径及其分布、结构、Tg和水接触角。研究结果表明:FPUA乳胶粒呈规则球形状核/壳结构,FPUA乳胶膜的水接触角高达100.1°,由其制成的水性外墙弹性涂料解决了低Tg乳胶膜的"热黏冷脆"等问题。     

有机氟硅改性丙烯酸酯共聚物乳液的研究

以氟醇(RfCH2CH2OH)和乙烯基硅氧烷(A-151)为原料合成氟硅单体,然后在十二烷基硫酸钠(SDS)/辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)复合乳化剂,过硫酸钾(KPS)引发剂存在下,分别采用间歇乳液聚合法和核壳乳液聚合法将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)进行乳液共聚,制备含氟硅的丙烯酸酯共聚物乳液.用TEM观察乳胶粒形态,测定了反应的转化率,研究了乳液的稳定性和乳胶膜的耐水性能.结果表明:氟硅单体含量为15%时,核壳法制得乳液的乳胶膜对水的接触角达110°以上.     

表面含磺酸基的核-壳型乳胶粒子的制备与表征

为了合成表面含磺酸基的双亲型核-壳聚合物,本文采用两步乳液聚合法,第1步合成PS种子乳液;第2步用氧化还原引发体系在PS种子乳胶粒外包覆1层交联的聚苯乙烯磺酸酯,得到表面含磺酸酯的核-壳型聚苯乙烯(CPS)乳胶粒子。通过调节壳层单体的加入量,可以控制外壳层聚合物的质量分数(相对核层)在10%~30%之间。将外壳层的磺酸酯基水解转化成磺酸基得目标产物。用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、差热分析(DSC)和热失重分析(TGA)、X射线光电能谱(XPS)等方法对制备的乳胶粒子进行了测试和表征。