论文部分内容阅读
丙烯酸酯共聚物乳液由于其优异的粘结性能、机械性能和化学稳定性能,以及无毒、无害和成本低廉等优点,得到广泛的应用。由丙烯酸酯乳液制备丙烯酸酯树脂涂料,在市场上有巨大的份额。然而目前工业产品对于乳液多样化,性能优异化和功能化的要求不断提高。因此对丙烯酸酯乳液进行生产工艺优化和改性,从而使乳液更加实用是十分重要的。
本文综述了含有亲水功能丙烯酸酯乳液聚合的研究,制备了含有亲水单体的丙烯酸酯乳液,研究了含有亲水单体的微乳液聚合,研究了在纳米SiO<,2>存在下亲水性单体的乳液聚合,研究了亲水丙烯酸单体的乳液聚合,并且用半连续法制得了纳米苯丙乳液。测试乳液聚合稳定性,黏度,涂膜耐水性、硬度等,用激光散射粒度分布仪测试乳胶粒径、粒径分布;分析引发剂、乳化剂、反应温度、工艺流程以及单体配比等因素对乳液聚合过程的影响,寻求恰当的制造工艺。
当采用四元单体共聚制备丙烯酸酯乳液,乳液聚合速率随着引发剂浓度增加、反应温度升高而变快;反应型乳化剂使聚合反应速率降低;乳胶粒子的平均粒径在反应型乳化剂用量较低时,随乳化剂用量的增大而减小;最好的反应条件是引发剂APS用量为单体用量2%,反应温度75℃。
含亲水功能单体丙烯酸酯的微乳液聚合实验表明,该微乳液体系是一个热力学稳定体系,它的形成不需要激烈的条件;SLS/环己烷的乳化体系可以构建稳定的丙烯酸酯微乳液;HEMA的比例对微乳液体系影响较小,理想的羟值为50~75 mgKOH/g。
纳米SiO<,2>存在下的丙烯酸酯乳液聚合表明:80℃是较理想的反应温度,该体系聚合反应的活化能为142.013kJ/mol;乳化剂量为1%是理想用量,聚合速率Rp对乳化剂浓度[S]的关系为Rp∝[S]<0.328>;随着羟基含量增加,乳液聚合速率逐渐加快;加入纳米SiO<,2>,聚合速率降低,粒径增加,粒径分布变宽,并使乳液的贮存稳定性下降。
甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的乳液均聚合,聚合反应慢,乳化程度低,凝聚率高;没有合适的引发剂,可以使用AIBN/APS配合;乳化剂可以使用SLS/PVA;NaHCO<,3>对HEMA的聚合反应有阻碍作用;增大引发剂和乳化剂用量或升高反应温度,都会导致聚合反应速率增大,凝聚率增大;聚合速率Rp与引发剂浓度[I]和乳化剂浓度[S]的关系为Rpoc[I]<,0.662>[S]<0.453>;HEMA乳液均聚合可能在水相中聚合产生初级粒子;有周期性成核现象。
使用半连续乳液聚合工艺制备纳米苯丙乳液,乳化剂SLS/OP的摩尔比例为2:1,乳化剂用量大于3%,固体份为40%,乳胶粒达到了纳米尺度,涂膜光泽好,在长期保存下保持良好的分散性、粘度。