硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的结构和性能研究

采用普通乳液聚合的方法,制备了硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液.通过透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和动态激光散射仪(DLS)等对复合乳液中乳胶粒子的结构进行表征,并对复合乳液的涂膜性能进行研究.结果表明,所制备的复合乳液粒子具有核-壳结构,其中核是纳米级的SiO2粒子,壳是聚丙烯酸酯.性能测试结果表明,核-壳结构的存在使得复合乳液的涂膜在硬度、附着力和化学稳定性等方面均优于纯丙乳液及硅溶胶/聚丙烯酸酯的共混乳液.     

改性硅溶胶 /聚丙烯酸酯复合乳液的制备及性能研究

为了提高无机纳米粒子在有机聚合物中的相容性,以及无机 -有机复合材料的贮存稳定性,用硅溶胶和双丙酮丙烯酰胺（ DAAM）制备出改性硅溶胶,然后以改性硅溶胶为核,以甲基丙烯酸甲酯（ MMA）、α-甲基丙烯酸（ MAA）和丙烯酸丁酯（ BA）为原料,通过半间歇乳液聚合法制备出了核壳结构的改性硅溶胶 /聚丙烯酸酯复合乳液（ DAAM-SiO2/WPA）,并研究了硅溶胶对聚丙烯酸酯复合乳液和涂膜性能的增强作用。结果表明：用质量分数 3%的双丙酮丙烯酰胺（ DAAM）改性硅溶胶,制备的复合乳液的综合性能增强,水接触角为 77. 17°,吸水率为 11. 27%,拉伸强度为 7. 22 MPa,断裂伸长率为 431. 49%。TEM测试表明复合乳液具有核壳结构。相比较纯丙烯酸酯（ WPA）涂膜,复合乳液涂膜的耐水性、热稳定性和力学性能都有显著提高。并且与聚丙烯酸酯乳液和硅溶胶的直接物理混合溶液（ SiO2/WPA）相比,改性硅溶胶 /聚丙烯酸酯复合乳液的室温贮存稳定性超过 12个月,无机相和有机相的相容性好。     

核壳型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制备及其影响因素

用丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU)制备了具有核壳结构的PU-聚丙烯酸酯(PA)复合乳液,对其结构进行了表征,研究了亲水性扩链荆二羟甲基丙酸(DMPA)用量、NCO/OH(摩尔比)、乳化剂用量、核壳质量比对乳液和涂膜性能的影响.结果表明,所制备的乳液为核壳型PU-PA复合乳液;当DMPA的质量分数为5.5%-6.0%、NCO-OH总摩尔比为1.3-1.4、NCO/OH初始摩尔比为4.5-5.5、乳化荆质量分数为1.0%、核壳质量比为30/70时,可得到性能较佳的PU-PA复合乳液和涂膜.     

高硅含量水性木器涂料的制备与性能

将改性硅溶胶添加到聚丙烯酸酯乳液中制备高硅含量SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液(SiO2/PA)。研究了硅溶胶用量对SiO2/PA乳液及涂膜性能的影响,结果发现SiO2/PA复合乳液的SiO2含量高达48%,贮存稳定性好,平均粒径为170～180 nm。随着硅溶胶与聚丙烯酸酯乳液配比的增大,涂膜的耐水性、耐醇性、摆杆硬度和拉伸强度都有所提高。扫描电子显微镜(SEM)测试发现高硅含量涂膜表面平整致密,TGA分析表明SiO2/PA杂合涂膜热稳定性良好。     

原位聚合法改性制备核壳结构WPUA复合材料

采用水性聚丙烯酸酯(WPA)为核,水性聚氨酯(WPU)预乳液为壳,基于原位聚合法制备具有核壳结构的WPUA复合乳液,探究制备过程的主要影响因素并表征WPUA复合薄膜。结果表明:制备复合乳液的最佳反应时间为3 h,聚氨酯(PU)、丙烯酸(AA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的最佳质量分数分别为12%、3%和4%。反应过程中用碳酸氢钠调节pH值为4,反应后用氨水进行调节pH值在7～8之间,可得到稳定性好的WPUA复合乳液。此时聚合物之间相容性较高,又能够有效防止絮凝现象;复合材料伴有蓝光,反应速率稳定。红外测试表明:WPUA出现氨酯键和聚丙烯酸酯(PA)的特征吸收峰,表明已经成功引入PA。改性WPUA涂膜的力学性能和耐水性能显著增强,其抗拉强度和吸水率分别为28.47 MPa和7.62%,较WPU改善49.2%和62%。SEM和TEM测试发现:WPUA涂膜中,线性PU有序化程度受到破坏,聚合反应已经在核壳结构的表面发生,预乳液中WPA和WPU结合,形成稳定的核壳结构。     

HEMA封端对PUA复合乳液性能的影响

采用甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)对聚氨酯预聚体进行封端,合成含有双键的水性聚氨酯乳液,并制备了核壳接枝的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液.通过对PUA复合乳液和涂膜性能测定,讨论了HEMA用量对PUA乳液和涂膜性能的影响.结果表明,随着HEMA用量增加,PUA复合乳液的稳定性和涂膜热稳定性得到了提高.当HEMA用量为75%时,PUA综合性能优良.     

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.     

蓖麻油和环氧树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯的合成与表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚型多元醇(N210)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为主要原料,蓖麻油(C.O.)和脂肪族环氧树脂(RE)为交联剂,以原位乳液聚合法制备出聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。以无皂乳液聚合法合成了聚丙烯酸酯乳液(PA),再与聚氨酯(PU)乳液机械混合得到PU/PA共混乳液。探讨了蓖麻油C.O.、RE对复合乳液及涂膜性能的影响,烯丙氧基羟丙基磺酸钠(COPS-1)用量对共混乳液和涂膜性能的影响。结果表明,C.O.、RE分别占PU干质量的5.0%～7.0%和2.0%～3.0%,COPS-1占单体总质量的2.0%时,乳液和涂膜综合性能较好。PUA比PU/PA柔韧性好、断裂伸长率高及附着力好,硬度低,成本高。红外光谱分析发现,PUA与PU/PA中—NH—全部形成氢键。TEM观察到,PUA形成核-壳结构的粒子,粒径较小。通过AFM扫描发现,PUA存在硬段与软段的微相分离。     

自交联封闭性乳液的合成与性能

以双丙酮丙烯酰胺（DAAM）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸（MAA）为共聚单体,采用半连续种子乳液聚合工艺合成自交联封闭性聚丙烯酸酯乳液（PAE）,考察了DAAM和复合乳化剂对乳液聚合稳定性以及涂膜性能的影响。研究发现：随着DAAM含量的增加,乳液聚合稳定性下降,粒径增大,涂膜的耐介质性能和交联度提高,合适的DAAM加入量为总单体质量的3.0%,DAAM和己二酰肼(ADH)的最佳摩尔比为2∶1。采用SDBS+OP-10+OP-40为复合乳化剂体系,选用乳化剂的含量为2.35%,阴/非离子乳化剂质量比为1∶1.25;复合乳化剂在种子、核、壳比例为1.5∶1∶2,制备的乳液具有较好的聚合稳定性（乳液凝胶率低和单体转化率高）,乳液耐电解质（钙离子）稳定性好,涂膜具有优异的封闭性。傅里叶红外光谱（FTIR）表明在涂膜形成过程中DAAM的酮羰基与ADH的酰肼基反应生成腙（C=N）,TEM分析显示乳液的乳胶粒子呈核壳结构,TGA分析发现DAAM改性的PAE降低了涂膜的热稳定性。     

内交联单体对水性双组分涂料性能的影响

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为内交联单体,采用种子乳液聚合与交联单体分段滴加工艺合成了羟基聚丙烯酸酯乳液(HPAE),并配制成水性双组分聚氨酯涂料(WB 2K-PUR)。考察了TMPTA的添加量及其在核、壳中的质量比对乳液聚合稳定性和涂膜性能的影响。研究表明,当TMPTA添加量为单体总质量的2%时,乳液聚合稳定性好,凝胶率仅为0.26%;涂膜的综合性能好,涂膜硬度0.78、交联度96.4%和光泽度92%。热重分析(TGA)表明,TMPTA在核壳中以质量比3∶7分布的HPAE涂膜具有较好的热稳定性。