2022年有机硅改性苯丙乳液制备及其作为涂料印花粘合剂应用 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用1 / 4 有机硅改性苯丙乳液地制备及其作为涂料印花粘合剂地应用(一 苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯类单体地共聚乳液.聚苯乙烯吸水性低,价格便宜 ,但受紫外线照射易黄变,质脆 ,耐冲击性差 ,与丙烯酸酯共聚,其性能能得到改善.苯丙乳液是目前我国最广泛使用地乳液品种,它地性能优良,具有很好地颜料亲和力、耐碱性、耐油性、高光泽、耐光性和抗沾污性,在建筑涂料、金属表面涂料、粘合剂和胶粘剂等方面有着广泛地用途.但由于苯丙乳液地耐水性、耐氧化、耐气候老化、耐水性、抗张强度等方面仍存在一定地缺陷.聚有机硅氧烷 (简称有机硅 主链为 Si-0-Si 键为无机结构,侧链为 -CH3 等有机

2、基团,是一类典型地半无机半有机高分子.由于有机硅中Si-O 键能高、内旋转能垒低、分子摩尔体积大、表面能小等特性,因而其具有优异地耐高低温性、疏水性、电绝缘性等.用有机硅氧烷对苯丙乳液进行改性,可以综合二者地优点,改善丙烯酸酯“ 热粘冷脆 ” 、耐候、耐水等性能,在理论和应用上都有重要地意义.1 有机硅改性丙烯酸酯聚合物地方法有机硅改性丙烯酸酯聚合物地方法主要有两种,第一种是物理改性法(即冷拼法 ,一般效果不佳；第二种是化学改性法.化学改性法是基于有机硅与聚丙烯酸酯之间地化学反应,其优点是将有机硅分子以化学键地形式接合到丙烯酸酯大分子上,从结构、组成上完成对丙烯 酸 酯 地 改 性 ,达 到

3、分 子 级 地 效 果 .化 学 改 性 法 根 据 不 同 地 化 学 键 合 方 式 , 可 以 分 为 硅 丙 缩 合 法 和 硅 丙 加 成 法 .11物理共混法物理共混法是利用各组分问地协同效应或互补效应M 改善丙烯酸酯性能地有效方法之一,按照共混地形式,该方法可以分为本体共混和乳液共混 .一般来说 ,采用此方法得到地共混乳液稳定性不好,容易发生相分离,这是由于聚硅氧烷地表面自由能低及聚硅氧烷与丙烯酸酯聚合物地相容性差所造成地.可以采用两种方法来改善共混乳液地混溶性,一种方法是加入增溶剂以降低两相间地界面张力；另一种方法是加入交联剂以降低聚硅氧烷地分子迁移率.12化学改性法121 硅

4、丙缩合法硅丙缩(聚合反应是有机硅改性聚丙烯酸酯地工艺是首先制备出带羟基、氨基、烷氧基或环氧基地有机硅树脂,通过缩合或缩聚反应使其与丙烯酸酯链上地活性官能团反应,从而将聚硅氧烷键合到丙烯酸树脂上.反应方程式为：122 硅丙加成法采用含双键地有机硅单体(如乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基甲基硅烷譬与丙烯酸酯其聚,在聚合物侧链引入硅氧烷,其反应方程式如下：经有机硅接枝改性地丙烯酸乳液,其低温交联性更佳,同时在成膜固化后其力学性能和耐水性都有不同程度地增强.本研究结合产品应用 实 验 , 研 制 了 一 种 易 于 合 成 并 且 使 用 性 能 良 好 地 有 机 硅

5、 改 性 苯 丙 共 聚 地 自 交 联 型 印 花 粘 合 剂 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用2 / 4 2 实验21主要原料和仪器乙烯基二乙氧基硅烷(A-151, 分析纯 、丙烯酸丁酯(BA, 分析纯 、苯乙烯 (St,分析纯 、甲基丙烯酸甲酯(MMA, 分析纯 、丙烯酸 (AA,化学纯、丙烯酰胺(AM, 化学纯 、N-羟甲基丙烯酰胺(化学纯 ；十二烷基苯磺酸钠(SDS,化学纯 ；异构十三醇聚氧乙烯醚(1370和过硫酸铵(APS,分析纯；氨水(分析纯,质量分数25.傅 立叶红外光谱仪

6、,AVATAR360,美国NICOLET公司；精密增力电动搅拌器,JJ-1型.22有机硅改性苯丙共聚乳液地合成方法及原理本研究采刚预乳化法合成硅丙苯共聚乳液,首先将三分之二地乳化剂(1370 和 SDS投入去离子水 ,搅拌使其溶解；然后加入BA、St、AA等混合单体 ,最后加入有机硅改性剂A-151,强力搅拌1h,制成预乳液；另将引发剂APS 溶入适量水中配制成溶液.在装有回流冷凝器、电动搅拌器、恒压液滴漏斗和温度计地500ml 四口烧瓶中 ,加入去离子水和剩余乳化剂,搅拌溶解 ,并加入适量地预乳液作为种子乳液,再加入部分引发剂,然后开始升温,当温度升至75 80液体变蓝 ,引发反应10 15

7、min,开始滴加剩余预乳液利引发剂,在 11 5h 滴加完毕 ,然后恒温反应12h；降温至40以下 ,用氨水调节pH 值至 78过滤保存其主要化学反应式如下：有机硅改性苯丙乳液地制备及其作为涂料印花粘合剂地应用(二 23有机硅改性苯丙共聚乳液地结构分析苯丙共聚乳液是以便单体苯乙烯和软单体丙烯酸丁酯为主要反应原料,其中软单体丙烯酸丁酯能赋予涂膜良好地柔韧性、延展性、附着力和绕去性 ,能较好地改善苯乙烯涂膜地硬、脆等物性.甲基丙烯酸甲酯是硬单体,使聚合物具有较好地耐候性、抗水解性和抗吸水性.交联剂丙烯酸、N-羟甲基丙烯酸甲酯地能改善聚合物地成膜性,并能提高聚合物地附着力.有机硅改性剂乙烯基三乙氧基

8、硅烷地引入,不仅能够改善苯丙聚合物地成膜性能,提高苯丙聚合物地附着力,还能提升其低温交联性能.同时由于Si-O-C 柔性段地引入,苯丙聚合物涂膜地柔韧性和延展性能等都能得到显著改善.图 1 是经乙烯基二乙氧基硅烷改性地苯丙聚合物地红外波谱图,在 1628cm-1,1466cm-1 处可以看到苯环地骨架振动峰,在 1680cm-1 处为酰胺地 C-0 伸缩振动峰 .由于在反应体系中采用氨水来调节聚合物地PH 值,在图 1 中还明显出现了伯胺地特征吸收峰3445cm-1 和3346cm-1.在 10001100cm-1 可以看到地吸收峰加强是Si-O 键与苯乙烯 -丙烯酸酯聚合物地c-O 键相互叠

9、加地结果,说明接枝聚合物地生成.在图 1中没有发现1600cm-1 附近双键地伸缩吸收峰,说明乙烯基三乙氧基硅烷中地双键发生共聚已不复存在. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用3 / 4 图1有机硅改性苯丙聚合物地红外光谱图3 涂料印花应用实验31涂料印花配方及工艺印花工艺如图 2 所示 ,所用配方如表1 所示 . 图2印花工艺示煮图表1涂料印花粘合剂配方32应用性能测试32.1 测试方法摩擦牢度测试：按照GBT 3920-1997 标准进行测定.按照 GB251 1984 标准 ,在标准光源

10、箱地D65 光源下 ,使用评定沾色用地灰色卡对沾色织物进行评定.水洗牢度地测定：将50mmx80mm 印花布试样置于60、 1皂液中 ,皂液经剪切速率025ms 地 u 形搅拌棒搅拌 ,30min 后取出沿横纹方向搓洗100 次,观察花位变化程度.1 级表示有裂纹及脱落；2 级表示有针孔及掉渣；3 级表示无针孔但有掉渣；4 级表示无针孔但有云影；5级表示无针孔及云影.322 测试结果针对不同涂料含量地涂料印花测试结果如表2 所示 .经有机硅改性后地苯丙聚合物作为涂料印花粘合剂,其摩擦牢度测试和水洗牢度测试结果都优于传统地聚丙烯酸酯印花粘合剂,其各项性能均符合GBl8 4012003 标准 ,且

11、经其整理后地织物,其手感更加柔软,色泽更 艳 丽 . 因 而 采 用 乙 烯 基 三 乙 氧 基 硅 烷 改 性 苯 丙 聚 合 物 作 为 涂 料 印 花 粘 合 剂 是 十 分 可 行 地 .表2有机硅改性苯丙粘合剂地性能4 结论以苯乙烯和丙烯酸丁酯为聚合主单体,并在其预乳体系中引入乙烯基三乙氧基硅烷,通过预乳化半连续乳液聚合地方法合成了有机硅精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用4 / 4 改性苯丙乳液聚合物.在苯丙聚合物体系中引入乙烯基三乙氧基硅烷,不仅提升了苯丙聚合物地低温交联性,而且极大地改善了苯丙聚合物涂膜地柔韧性和延展性.采用该聚合物作为涂料印花粘合剂,其手感柔软 ,摩擦牢度和耐水洗牢度等指标也较为理想. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页