新型有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备及性能

为了解决常规有机硅单体在乳液聚合反应中易水解的问题,通过γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和三甲基氯硅烷间的取代反应合成了一种难水解的新型有机硅单体γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷,再以其和丙烯酸酯类单体为原料,采用种子乳液共聚法合成了高硅含量有机硅-丙烯酸酯复合共聚乳液。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)对新型有机硅单体进行了结构表征,利用红外光谱、表面接触角测试、热失重分析、拉伸测试等表征了乳液及乳胶膜性能。结果表明:新型有机硅改性丙烯酸酯乳胶膜比纯丙烯酸酯乳胶膜在耐水性、耐热性及力学性能等方面均有显著提高。     

改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐涂料的研制

通过油酸对纳米二氧化硅(SiO_2)进行改性,将改性纳米SiO_2与环氧树脂和丙烯酸单体充分混合,反应后制得改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯乳液。以改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯为成膜物质,通过添加颜、填料和多功能助剂,调节改性环氧树脂∶丙烯酸酯的摩尔配比为1∶1,并用0.15%(wt,质量分数)氢氧化钠(NaOH)优化酸碱度,制得一种新型改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐蚀涂料,涂料的附着力达到1级,耐冲击性达到50cm,铅笔硬度达到2H,并具有贮存稳定性能好、耐候性能和物理机械性能等优异的特性。     

丙烯酸酯/纳米SiO_2复合细乳液的制备与表征

使用纳米SiO2粉体与丙烯酸酯单体通过细乳液聚合制备出丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液。采用红外光谱法(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),拉力试验机以及热分析仪等对复合乳液及其胶膜的结构、形貌、耐热性及力学性能进行了表征。研究了纳米SiO2的用量对复合乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液粒子具有核壳结构;纳米SiO2粒子的加入,提高了乳胶膜的热稳定性和力学性能;当SiO2用量为5%(质量分数)时,胶膜的透光性能较好。     

改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料的制备与性能研究

通过溶胶-凝胶法自制纳米二氧化硅(SiO_2),并采用油酸对其进行改性,改性纳米SiO_2与环氧树脂充分混合,加入丙烯酸单体,制得改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料。复合材料经透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等表征和分析。实验结果表明,改性后的纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料的拉伸强度、冲击强度、拉伸模量等力学性能得以明显提高,当纳米SiO_2与环氧-丙烯酸酯复合材料的摩尔配比为3∶100时,改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯复合材料具有最佳的力学性能:冲击强度达到15.63kJ/m2,拉伸强度达到55.68MPa,拉伸模量达到3.67GPa;铅笔硬度达到2H、黏度明显提高达到125MPa·s;耐盐雾、耐水指标都有明显改善。     

乙二胺化氧化石墨烯改性超支化聚氨酯-含丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用乙二胺与丙烯酸丁酯依次对氧化石墨烯(GO)进行改性引入乙烯基(MGO),然后与丙烯酸酯类(含羟基)单体聚合获得含-OH的MGO/PA;同时在超支化聚氨酯核外围接枝线性聚氨酯获得含-NCO的超支化聚氨酯预聚体,两者混合后缩聚并交联,经乳化获得乙二胺化GO改性超支化聚氨酯-含丙烯酸酯复合乳液。通过红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜、热重分析等对材料进行表征,并探讨了不同含量MGO对乳液力学稳定性、胶膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明,乙二胺对GO改性成功,剥离更完全且分散性很好。当引入聚丙烯酸酯(PA)固定含量为16%,随着MGO含量的增加,胶膜的水接触角、拉伸强度、吸水率均呈现先增加后降低的趋势,当MGO质量分数为0.46%时,与HBPU基体有较好的相容性,复合材料的综合性能最佳,其热分解温度提高了29℃,胶膜表面水接触角为99.7°,24 h吸水率为5.21%,拉伸强度为15.37 MPa,断裂伸长率为445.3%。     

核壳型叔碳改性氟丙乳液的合成与性能

氟碳丙烯酸酯(氟丙)乳液是水乳胶涂料的主要成膜物质之一。为了提高其耐水性、附着力等性能,通过种子乳液聚合法将叔碳酸酯(VC)和氟碳丙烯酸酯(FA)功能单体引入丙烯酸酯共聚乳液,制备了核壳型叔碳改性氟丙乳液,采用透射电子显微镜、红外光谱、耐水性、附着力等对乳液及乳胶膜进行了测试表征,并考察了氟碳单体用量、叔碳单体加料方式及用量、核壳质量比对乳液聚合及乳胶膜性能的影响。结果表明:当氟碳单体用量为8%,叔碳单体加入壳中且用量为6%,核壳质量比为1∶1时,制备的乳液具有明显的核壳结构,乳胶膜接触角可达105.5°,吸水率仅为3.7%,附着力为1级。     

功能化介孔SiO2改性水性丙烯酸树脂的制备与性能

以溶胶-凝胶-模板技术制备了小粒径介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs),进一步接枝甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备出乙烯基硅单体(Vs)。以丙烯酸酯类单体为原料与Vs共聚，制备了一系列Vs改性水性丙烯酸树脂。采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电镜(TEM)等手段对改性树脂及树脂膜材料进行了表征，并测试了胶乳的贮存稳定性及胶膜的硬度、附着力等性能。结果表明：介孔二氧化硅纳米粒子表面接枝率可达到19.2%;制备的Vs改性树脂乳液粒径均一，胶乳分散性好，经过6个月静态储存基本稳定。当Vs加入量达到1%时，改性丙烯酸树脂胶膜性能最佳，硬度达到3H,附着力1级，涂膜拉伸强度达到7.4MPa,水接触角91.7°。     

聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳胶膜的防腐蚀性能

为了提高丙烯酸酯乳液的防腐蚀性能和聚苯胺的成膜性能,以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为功能单体合成了含硅丙烯酸酯乳液,并以此乳液为种子合成了聚(苯胺-含硅丙烯酸酯)乳液,研究了软硬单体比、甲基丙烯酸(MAA)含量和VTMS含量对共聚乳胶膜性能的影响。结果表明:当软硬单体质量比为1∶1,MAA质量分数为4%,VTMS质量分数为6%时,制备的乳胶膜具有较好成膜性、疏水性(接触角89.3°,吸水率8.1%)、弯曲性和附着力,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率为2.75×10~(-4)mm/a。     

有机硅改性丙烯酸树脂／双羟基金属氧化物纳米复合乳液的制备和性能

以丙烯酸酯类单体和不饱和硅油大单体为聚合单体,加入改性后的纳米双羟基复合金属氧化物、乳化剂等进行种子乳液聚合制备有机硅改性丙烯酸树脂/LDH纳米复合乳液,对其成膜进行X射线衍射、透射电镜、力学性能、阻燃性能分析。结果表明,该材料为纳米复合材料,其强度和韧性等综合性能明显提高,抗氧指数达到25.6,具有优异的阻燃性。     

无溶剂型有机氟改性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液及胶膜的制备与性能

采用种子乳液聚合和后扩链法,以聚氨酯(PU)乳液为种子,乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为后扩链剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)作为自由基聚合单体,合成了乳胶粒微观形态为核壳结构的无溶剂型含氟聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)复合乳液。考察了FA和AAS用量对乳液和乳胶膜性能的影响。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、接触角(CA)和胶膜吸水率等表征了FPUA的结构、微观形态、乳胶膜的表面性能。结果表明,乳胶粒子呈现核壳结构,以聚丙烯酸酯(PA)为核,PU相为壳,由于FA的作用,涂膜的疏水性得到了较大的提高。适量后扩链剂AAS的引入可提高聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)的自乳化能力,增加含氟乳液的稳定性。     

氟硅改性丙烯酸酯无皂乳液的制备及性能

以纳米SiO2(Nano-SiO2)、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM))等为主要原料,通过KH570改性纳米SiO2后,与FM等乙烯基单体共聚,制得了既含氟又含硅的丙烯酸酯有机/无机杂化无皂乳液。通过FT-IR、AFM及接触角测量等手段研究了共聚物的结构及性能。结果表明,氟硅单体均参与了共聚反应;乳胶膜耐热稳定性及残炭率均得以提高;加入SiO2后,涂膜凸起峰的高度和致密程度提高;当w(FM)=30%,w(SiO2)=0.5%时,涂膜对水及液体石蜡的接触角分别为125°及110°;激光粒度分布仪(DLS)分析表明,乳液平均粒径为98.37 nm。     

丙烯酸对自交联型水基丙烯酸酯胶粘剂乳液性能的影响

以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)做交联固化剂,用半连续乳液合成法制备自交联反应型丙烯酸酯胶粘剂乳液,并将其应用于聚氯乙烯(PVC)与织物的粘结。通过热失重分析法对改性前后胶膜热稳定性进行了分析,研究了丙烯酸(AA)含量对胶粘剂乳液及其膜性能的影响。结果表明,改性后的丙烯酸酯乳液具有良好的热稳定性。AA的加入,使乳液粒径减小,分布均匀,乳液稳定性较好,呈现假塑性流体性质。随着AA含量的增加,乳液黏度增大,胶膜拉伸强度增大,断裂伸长率减小,耐水性先提高后降低。当AA含量为2%时,乳液平均粒径为97.3 nm,胶膜吸水率从8.34%降至4.2%,力学性能优异,PVC与织物的粘接物的剥离强度从12.3 N/25mm提高到28.0 N/25mm。     

核壳型PTFE/P(MMA-BA)乳液的合成及性能研究

以聚四氟乙烯(PTFE)乳液作为种子乳液进行乳液聚合,成功合成了以PTFE为核和以甲基丙烯酸与丙烯酸丁酯共聚物[P(MMA-BA)]为壳的核壳型PTFE/P(MMA-BA)乳液。通过红外光谱、透射电镜和热重等方法表征了乳液和乳胶膜的性能。结果表明:单体转化率都在95%以上,且乳液稳定性较好;在PTFE含量为10%时,乳液涂层在丁晴橡胶(NBR)表面的附着力达到4B等级,具有较好的粘着性;乳液胶膜的耐热性能随着PTFE含量的增加而增加,其最高分解温度为360℃。通过调节PTFE与单体总量的比例可以控制乳液颗粒的粒径,制备具有较好稳定性的单分散性乳液。乳液胶膜在NBR表面的附着力性能主要由软/硬单体的比例和PTFE含量决定;乳液颗粒增长过程遵循核-壳增长机理。     

纳米SiO2微球/含氟丙烯酸酯涂层的制备及耐融雪盐腐蚀性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)及其他丙烯酸酯类单体为原料，采用半连续乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯共聚乳液，将其与一定量的表面硅烷改性的纳米SiO₂微球、适量的颜填料和助剂机械搅拌均匀，得到纳米SiO₂微球/含氟丙烯酸涂料。FT-IR、XRD测试表明，表面硅烷改性的纳米SiO₂微球晶型未发生改变。复合涂层的力学性能、耐化学介质腐蚀性能和耐融雪盐腐蚀性能等结果表明，当纳米SiO₂微球掺量为3%时，复合涂层的综合性能最佳。其铅笔硬度为5 H,黏结强度为1.88MPa,耐冲击高度超过50 cm,涂层接触角可达110°,吸水率仅为0.72%,耐酸碱盐腐蚀率分别为17%、11%、11%。与未改性的含氟丙烯酸涂层和市售的涂层相比，在设定的融雪盐腐蚀条件下，复合改性涂层腐蚀前后的色差、光泽度、表面状况保持稳定，混凝土试件的抗压强度和碳化深度的下降均减缓。     

苯乙烯-丙烯酸酯树脂/纳米SiO2核壳乳液的制备及性能

以聚乙烯醇为保护胶体,以含双键的纳米SiO2粉体与丙烯酸酯类单体通过原位无皂乳液聚合合成了苯乙烯-丙烯酸酯树脂/纳米SiO2核壳乳液。通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜和接触角测试对杂化材料进行表征,结果表明纳米SiO2和丙烯酸酯之间产生了化学键的结合,两者复合达到分子水平。材料力学性能和耐水性均好,其中拉伸强度最高可达5.5N/mm2,断裂伸长率可达到102%;耐水性最低为12.5%。     

无皂蓖麻油基聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、蓖麻油(C.O)、二羟甲基丙酸(DMPA)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,采用自乳化法制备蓖麻油基水性聚氨酯预聚体,并以此为种子乳液进行丙烯酸酯单体的无皂乳液聚合,制备出了以蓖麻油基聚氨酯(CPU)为壳、聚丙烯酸酯(PA)为核的无皂核壳蓖麻油基水性聚氨酯-丙烯酸酯(CPUA)复合乳液。研究了蓖麻油对复合乳液及其胶膜性能的影响,并采用透射电镜(TEM)确认了复合乳液的结构,红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及热失重(TGA)分析研究了聚合物的结构及其性能。结果表明,当C.O与PCDL中—OH物质的量之比为1∶3时,乳液性能稳定,胶膜具有良好的耐水性及力学性能。IR、XRD及TEM表明CPUA间存在一定的交联,促进了硬段、软段间的相容性。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,合成的CPUA热稳定性得以提高,胶膜拉伸强度高达111MPa。     

碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液的性能研究

采用单体浓度梯度滴加法合成了不同种类碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液。利用差式扫描量热法(DSC)测量复合乳液涂膜的玻璃化转变温度(Tg),并通过Tg分析了碱溶性树脂和丙烯酸乳液(PA)的相容性;热重分析(TGA)测量了复合聚合物涂膜热稳定性;对涂膜的抗回粘性、光泽度和硬度进行了测量;采用透射电镜观察了乳胶粒子结构和漆膜结构。结果表明:(1)树脂Soluryl-120可以有效提高涂膜的热稳定性,并且树脂Soluryl-120复合丙烯酸复合乳液所制涂膜硬度可以达到2H;树脂SMA-1000对复合涂膜光泽度的改善最为明显,较高Tg树脂Soluryl-820的加入对复合乳液涂膜的抗回粘性改善最好。(2)单体、丙烯酸酯乳液(PA)与碱溶性树脂中存在的不饱和双键发生接枝共聚反应,使得碱溶性树脂能和PA部分相容。(3)乳胶粒子为明显核壳结构。     

复合型水性丙烯酸树脂乳液的制备和性能

采用低玻璃化转变温度、高分子量的丙烯酸树脂乳液与高玻璃化转变温度、低分子量的丙烯酸树脂分散体混合的方式,制备了无交联剂水性丙烯酸树脂复合乳液,用于彩印包装纸与塑料薄膜的热复合。以丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯等为原料,采用种子乳液聚合法制备了相对分子质量(1.48～1.84)×105、玻璃化转变温度(T_g)﹣20～﹣40℃的丙烯酸酯乳液。以丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、马来酸单酯等为原料,采用本体聚合法制备了相对分子质量(1.34～1.65)×10⁴、T_g20～45℃、软化点80～105℃的固体树脂,进一步采用自乳化方法将固体树脂制备成树脂水分散体。考察了不同T_g的丙烯酸酯乳液与水分散体以不同比例混配后的乳液混合体的性能。研究结果表明,T_g为﹣27.6℃的丙烯酸酯乳液与T_g为28.2℃固体树脂的分散体以质量比8:2混合后,用于PET膜-黑色印刷纸的热复合,剥离强度达到5.6 N/25 mm,持粘性达270 h,可以充分满足覆膜材料的...     

纳米SiO_2/丙烯酸酯乳液原位聚合及性能

采用高压剪切分散法(HPSH)将纳米SiO2粉体分散在甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸中,经原位聚合制得纳米SiO2/丙烯酸酯复合乳液,利用热重分析仪(TGA)、紫外可见分光光度仪(UV-VIS)、透射电镜(TEM)对复合乳液进行分析、表征,结果表明,高压剪切分散原位聚合法可有效阻止SiO2纳米粉体团聚,且SiO2纳米粒子分散均匀。当SiO2添加量占单体总质量5%时,非离子型乳化剂(OP-10)与阴离子型乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量比为2:1时,单体转化率、乳液稳定性及乳液成膜后热稳定性均最佳。     

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备及性能

目的制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。