室溫自交聯(lián)型硅丙乳液的制備及涂膜性能研究.pdf

1、丙烯酸樹(shù)脂涂飾劑作為一類(lèi)以丙烯酸酯類(lèi)單體為主的各種乙烯基衍生物的高分子共聚物，具有成膜柔軟、耐光、耐水，耐磨擦和耐刮擦，彈性和韌性好的特點(diǎn)，已成為涂飾成膜材料中重要的一類(lèi)，由于其與顏料膏有良好的共混性，也廣泛地應(yīng)用于皮革的涂飾過(guò)程中。本論文采用添加功能單體和有機(jī)硅類(lèi)交聯(lián)劑的方式，通過(guò)預(yù)乳化和種子乳液聚合方法，制備出一系列室溫自交聯(lián)型丙烯酸樹(shù)脂—有機(jī)硅（簡(jiǎn)稱(chēng)硅丙）乳液，旨在解決傳統(tǒng)丙烯酸樹(shù)脂成膜“冷脆熱黏”的缺陷，并賦予丙烯酸樹(shù)脂膜良好有

2、機(jī)硅大分子的手感特性。主要通過(guò)分析測(cè)試成膜基本性能，探索涂膜物化性能與單體配比以及交聯(lián)程度等技術(shù)參數(shù)的相關(guān)性，旨為制備新型皮革丙烯酸樹(shù)脂涂飾成膜劑提供技術(shù)思路和方法。
　　實(shí)驗(yàn)首先在以丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸（MAA）和丙烯酸丁酯(BA)為主體的自由基乳液聚合過(guò)程中，添加功能單體乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)，考察了丙烯酸樹(shù)脂乳液聚合過(guò)程中的工藝、條件以及乳化劑和引發(fā)劑對(duì)聚合物乳液及涂膜

3、的性能影響。確定了合成丙烯酸樹(shù)脂乳液的最佳工藝，以丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯及功能單體為基本的單體原料，先進(jìn)行預(yù)乳化，然后采用生成種子乳液的乳液聚合工藝，參數(shù)具體如下:涂膜的理論玻璃化溫度Tg為-28℃;m單體∶m水=2∶3;采用AES和OS-15為復(fù)合乳化劑，且mAES∶mOS-15=2∶1;乳化劑總用量占單體質(zhì)量的5％;引發(fā)劑過(guò)硫酸銨用量占單體總質(zhì)量的0.5％;預(yù)乳化溫度為40℃，攪拌速度500r/min;聚合反應(yīng)溫度控制為

4、80℃。
　　通過(guò)將功能單體(AAEM或GMA)分子引入丙烯酸樹(shù)脂分子鏈中，在制備的乳液體系中添加己二胺(HDA)作為交聯(lián)劑，可形成具有室溫自交聯(lián)功能的丙烯酸樹(shù)脂乳液。將樹(shù)脂乳液成膜后，采用吸水率、耐溶劑性、涂膜、抗張強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率等為指標(biāo)，考察了HDA-AAEM、HDA-GMA兩種交聯(lián)體系對(duì)丙烯酸樹(shù)脂乳液涂膜基本性能的影響。結(jié)果表明:這兩種交聯(lián)體系的加入，均使涂膜24h的吸水率下降，在四氫呋喃中的溶脹率降低至15％左右;HDA

5、-AAEM、HDA-GMA兩種交聯(lián)體系均使涂膜的Tg上升，抗張強(qiáng)度提高，斷裂伸長(zhǎng)率降低，硬度增加;在相同交聯(lián)度時(shí)，GMA-HDA交聯(lián)體系涂膜的硬度較AAEM-HDA體系涂膜要高。
　　通過(guò)將功能單體（AAEM或GMA）分子引入丙烯酸樹(shù)脂分子鏈中，在制備的乳液體系中添加適量氨基硅油作為交聯(lián)劑，由于氨基硅油分子鏈上的氨基能夠與AAEM上的酮羰基和GMA上的環(huán)氧基進(jìn)行反應(yīng)，可制備一種新型的室溫自交聯(lián)的硅丙乳液，在成膜時(shí)可形成氨基硅油和丙

6、烯酸樹(shù)脂相互交聯(lián)的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。測(cè)試涂膜的吸水率、耐溶劑性、玻璃化溫度(Tg)、抗張強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率等為指標(biāo)，考察了兩種氨基硅油交聯(lián)劑對(duì)丙烯酸樹(shù)脂乳液成膜基本性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在兩種交聯(lián)體系中，隨著交聯(lián)程度的增加，24小時(shí)內(nèi)涂膜的吸水率均趨于平穩(wěn)，且溶脹率較低，涂膜吸水率較未經(jīng)交聯(lián)的丙烯酸樹(shù)脂涂膜低;涂膜的抗張強(qiáng)度均隨交聯(lián)劑用量的增加逐漸上升，斷裂伸長(zhǎng)率均隨交聯(lián)劑用量增加呈逐漸下降趨勢(shì)，氨基硅油—丙烯酸樹(shù)脂交聯(lián)體系的引入會(huì)提高丙