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。     

有机氟硅改性苯丙乳液的合成及疏水性能

采用连续乳液聚合法合成了有机氟硅改性苯丙乳液,研究了乳化剂、MBFA-12、DB-151用量对乳液稳定性的影响。结果显示,乳化剂用量为0.8%~1.0%(m/m),m(MBFA-12)∶m(DB-151)=1∶1,用量各为4 g时,合成的氟硅改性苯丙乳液具有良好的稳定性。其涂层与水的接触角为128.5°,具有超疏水性。合成的氟硅改性苯丙乳液在建筑防水涂料、油水分离等领域中具有一定应用前景。     

氟硅丙烯酸酯/SiO_2纳米杂化粒子的制备及其涂层耐沾污性能

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯(12FMA)、乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO_2、反应型乳化剂为原料,合成了一种疏水杂化无皂乳液[SiO_2@P (MMA/BA/12FMA)]。研究了反应型乳化剂用量对单体转化率、乳液粒径分布的影响。当乳化剂用量为单体总量3. 5%时,单体转化率可达到95. 9%。当12FMA用量为单体总质量15%、改性SiO_2用量为单体总质量1. 5%时,涂膜表面自由能最低,水接触角达到128. 1°。乳液可在水泥基材表面形成一层疏水防护膜,水接触角可达到144. 4°,防污能力达到水洗满意的效果。     

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。     

耐污涂料用氟改性纯丙交联乳液的制备及其性能

引入含氟和交联单体,制备耐污涂料用氟改性丙烯酸酯交联乳液,考察氟单体、交联单体种类及含量对乳胶膜和漆膜接触角和耐污性能的影响。FTIR分析表明甲基丙烯酸全氟庚酯（DFMA）单体成功接枝到聚合物主链上。粒径分析表明制得的氟改性纯丙乳液粒径为90nm时,涂膜耐污性能最优。当引入6.0%DFMA,乳胶膜和漆膜与水、油的接触角都显著增大。当引入交联体系为双丙酮丙烯酰胺和已二酰肼（DAAM/ADH）,且用量为4.0%时,涂膜的综合耐污性达到11.9%。     

含氟苯丙无皂乳液的合成及其在涂料中的应用

以过硫酸铵(APS)为引发剂,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸(AA)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)通过无皂乳液聚合法制备了含氟苯丙无皂乳液(BSAD)。通过IR、TEM、粒度仪及Zeta电位分析仪表征了乳液主组分结构、乳胶粒形貌、粒径分布及Zeta电位,并考察了丙烯酸钠、引发剂APS、DFMA的用量及反应温度对乳液性能的影响。并将该乳液与纳米TiO2等复配制备了氟碳涂料。结果表明,当丙烯酸钠质量分数为12%,APS质量分数为1%,反应温度为78℃时,乳液性能最佳,此时凝胶率为0.8%,耐水性大于168 h,单体转化率为97.1%;当DFMA质量分数为25%时,涂膜疏水性最佳,水接触角达到113°,吸水率为6.4%;制得的氟碳涂料的附着力、硬度、耐水性等都获得了令人满意的效果。     

钛氟聚丙烯酸酯乳液的性能及应用

以纳米TiO_2(nano-TiO_2)、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)为主要原料,通过KH570改性纳米TiO_2后,与丙烯基单体共聚制得活性纳米TiO_2改性含氟聚丙烯酸酯复合乳液。通过FTIR、AFM及接触角测量仪表征共聚物的结构,测定了其性能。结果表明:改性纳米TiO_2、含氟单体均成功引入到聚丙烯酸酯共聚物中;乳胶粒呈球形分布,表面光滑且呈单分散状态,平均粒径为184 nm;与丙烯酸酯聚合物相比,改性后涂膜的粗糙度提高,有利于防水防油性能的提升。氟硅单体的加入使涂膜的接触角增大,对水和二碘甲烷的接触角分别为125°及110°,复合乳液用作表面施胶剂对纸张进行测试后,纸张对水接触角为147°,对二碘甲烷接触角为133°,纸张防水防油性随着氟单体的引入而显著增加。     

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。     

GMCO/TiO_2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜的制备及性能研究

利用马来酸酐和KH560对可再生资源蓖麻油进行改性,将—Si(OCH3)3引入到蓖麻油分子中得到了KH560和马来酸酐共改性蓖麻油(GMCO),利用核磁(1H-NMR)、全反射红外光谱(ATRFTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)对GMCO的结构进行了表征。以KH560作为偶联剂通过溶胶-凝胶法将GMCO和钛溶胶与有机硅苯丙树脂进行复配得到GMCO/TiO2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜,通过全反射红外光谱(ATR-FTIR)对产物结构进行了表征,并进行了热重分析(TG)及涂膜性能测试,结果表明:成功地对有机硅苯丙树脂进行了改性,改性后的涂膜其稳定性得到了提高,钛原子的引入能提高涂膜的附着力,且GMCO的引入及其用量的增加能分别改善涂膜的柔韧性和疏水性。     

纳米SiO2／氟改性聚丙烯酸酯复合乳液的制备

以正硅酸乙酯为前驱物,采用溶胶一凝胶法原位制备纳米Si02粒子,然后通过细乳液聚合制得纳米Si02／氟改性聚丙烯酸酯复合乳液。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和动态光散射（DLS）对产物进行了表征。研究了含氟单体和纳米Si02用量对复合乳胶膜性能的影响。结果表明：随着氟含量的增加,乳胶膜的水接触角增加,吸水性降低;体系中加入纳米Si029可以降低聚合物乳胶膜的吸水率。     

有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液对涤纶织物的防水整理

通过无乳化剂乳液聚合和溶胶-凝胶的方法成功合成了有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,将有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液应用于涤纶织物的防水功能整理,扫描电镜结果表明,经过整理后的涤纶织物表面形成了一层均匀的薄膜。X射线光电子能谱结果表明,乳液中的氟硅链富集在涤纶织物表面,降低了涤纶织物的表面能。经过有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液整理后的涤纶织物的水接触角由0°增大到152.26°,这使得涤纶织物获得了超疏水能力;经过30次水洗后水接触角仍大于90°,这说明涤纶织物表面形成的疏水薄膜具有良好的耐久性。     

核/壳型含氟硅苯丙乳液的合成及性能

以氟硅偶联剂——丙烯酸六氟丁酯(HFBA)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)同时作为苯丙乳液的改性剂,采用种子乳液聚合法制得了核/壳型氟硅改性苯丙乳液。研究了氟硅偶联剂比例及用量对该改性乳液基本性能及应用性能的影响。结果表明:当n(HFBA)∶n(KH-560)=1∶2、w(HFBA+KH-560)=7%时,改性乳液的综合性能最佳,其平均粒径为243 nm、粒径分布较窄(多分散指数为0.237),乳胶膜的玻璃化转变温度为-18.40℃和37.81℃、吸水率(11.83%)相对最低且铅笔硬度(2H)相对较高,同时该乳胶膜具有良好的成膜性、附着力、耐水性、储存稳定性和Ca2+稳定性。     

活性纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯复合乳液的性能及应用

以纳米TiO2 (Nano-TiO2)、-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟辛基乙基丙烯酸酯（FM）等为主要原料,通过KH570改性纳米TiO2后,与丙烯基单体共聚制得了活性纳米TiO2改性含氟聚丙烯酸酯复合乳液。通过红外光谱（FT-IR）、原子力显微镜（AFM）及接触角测量仪等手段研究了共聚物的结构及性能。结果表明：改性纳米TiO2、含氟单体均成功引入到聚丙烯酸酯共聚物中;乳胶粒呈球形分布,表面光滑且呈单分散状态,平均粒径为184nm;与丙烯酸酯聚合物相比,改性后涂膜的粗糙度提高,有利于防水防油性能的提升。氟硅单体的加入使涂膜的接触角大大增加,对水和二碘甲烷的接触角分别为125°及110°, 复合乳液用作表面施胶剂对纸张进行测试后,纸张对水接触角为147°,对二碘甲烷接触角为133°,纸张防水防油性随着氟单体的引入而显著增加。     

水性聚氨酯/纳米二氧化硅杂化材料的研究进展

介绍了制备水性聚氨酯(WPU)/纳米Si O2(二氧化硅)杂化材料的几种方法(如纳米Si O2表面改性法、溶胶-凝胶法和原位聚合法等),特别综述了采用化学接枝改性法制备纳米Si O2和溶胶-凝胶法制备共价键连接的杂化材料的研究进展。最后对WPU/纳米Si O2杂化材料的发展方向提出了建议。     

有机氟硅共改性水性聚氨酯乳液的合成及其性能

将异佛尔酮二胺(IPDA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行Micheal加成反应,合成端仲胺基的有机氟化合物(DFMA-IPDA)。以该化合物为扩链剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)聚合制备了有机氟和硅改性的水性聚氨酯(WPU),研究了有机氟和/或硅用量对WPU乳液性能和胶膜性能的影响。结果表明:用该方法合成的DFMA-IPDA纯度达99.2%,和一定量的PDMS共改性可合成稳定的WPU乳液。随两者用量的增加,WPU乳液的平均粒径增大,胶膜的热稳定性、耐水性提高,表面水接触角增大。PDMS可提高WPU胶膜的柔性,而DFMA-IPDA可提高胶膜的韧性。用PDMS和DFMA-IPDA共改性能获得综合性能优异的WPU,当扩链剂完全采用DFMA-IPDA,PDMS用量为4%时,WPU胶膜的吸水率为4.5%,水接触角达到102.3°。     

纳米氧化锌为固体稳定剂的Pickering反相细乳液聚合

采用溶胶-凝胶法合成和化学改性纳米氧化锌(ZnO),并以此为固体乳化剂稳定丙烯酰胺(AM) Pickering反相细乳液。研究了改性纳米ZnO接触角影响因素,固体乳化剂用量对Pickering单体液滴和AM聚合合成的乳胶粒子粒径的影响;并观测了单体液滴和乳胶粒子的形貌。结果表明:甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)用量为0.20g×g~(-1)(MPS/ZnO)时,改性ZnO接触角达到最大值102.8°,粒径为3.7 nm;以ZnO为乳化剂稳定的聚丙烯酰胺(PAM)乳胶粒子形貌完整,且ZnO颗粒聚集在PAM粒子表面;聚合速率符合细乳液聚合特征。至此,通过Pickering反相细乳液聚合法成功制备了以ZnO为固体乳化剂的稳定的PAM乳胶粒子。     

细乳液聚合制备纳米SiO2／含氟丙烯酸酯复合乳液及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱物,在丙烯酸酯单体为油相介质中原位生成纳米SiO2粒子,并通过细乳液聚合,制备出纳米Si02／含氟丙烯酸酯复合乳液。研究了含氟单体和SiO2的用量对复合乳胶膜性能的影响,并采用FT-IR,DSL等分析手段对产物进行了表征。结果表明：该乳液具有良好的稳定性,粒径分布较窄。当（甲基丙烯酸十二氟庚酯）FA与SiO2的用量分别为6％和5．5％时,乳胶膜表现出良好的疏水性能,对水的接触角达到了102．7°,吸水性降低到6．9％。     

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。     

有机硅—氟对苯丙乳液性能及涂膜性能的改性效果

使用丙烯酸六氟丁酯(HA)与乙烯基三乙氧基硅烷(DL-151)复合改性苯丙乳液,并对乳液性能和涂膜性能进行了研究。通过透射电镜,差示扫描量热分析和粒径分析等检测方法,对乳液和乳液聚合物进行了表征。研究表明,聚合体系中引入有机氟、有机硅混合单体后,可以得到稳定的核壳结构乳液,乳胶粒的多分散系数仅为0.07,并提高了乳液的成膜效果,其成膜接触角最高提高了83.7%。     

木质素参与有机氟硅苯丙乳液的改性后的性能研究

本文借助预乳化—半连续—种子乳液聚合法制备有机氟硅(KH-570、MBFA-12)苯丙乳液，壳层加入木质素磺酸钠(LS-Na),分别制备了有机氟硅苯丙乳液和木质素改性有机氟硅苯丙乳液。通过浸润滤纸，得到不同疏水性能的改性滤纸。通过多种表征表明，定量加入木质素可有效提升改性滤纸的疏水性，降低有机氟硅用量，维持传统乳液的基础性能。本文的木质素改性乳液可在油水分离、防水涂层等领域提供新的思路与方法。