装饰纸用丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong576
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分别以2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(αMSD)和正十二烷基硫醇(NDDM)作为分子量调节剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过乳液聚合得到了丙烯酸酯乳液,探索了环保无味低毒的αMSD代替具有明显臭味和较高毒性的传统分子量调节剂NDDM的可行性,并研究了αMSD在乳液聚合过程中的调节机理;然后,以MMA和BA为丙烯酸酯单体,αMSD为分子量调节剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)分别为交联剂制备了丙烯酸酯后交联乳液,并将其作为装饰纸浸渍液制备了浸渍胶膜纸;最后,以MMA、BA为主单体,邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)为交联单体,硅溶胶为无机改性剂合成了硅溶胶-丙烯酸酯共聚乳液,以不含改性剂的纯丙烯酸酯乳液分别与硅溶胶、粉体纳米SiO2和粉体微米SiO2机械共混制备了各种复合乳液,然后将这些乳液作为面胶应用于浸渍装饰纸,并将后者热压贴附于人造板制备了浸渍纸饰面人造板,确定了在耐磨性等方面表现最佳的饰面板的面胶配方和热压条件。结果表明:(1)αMSD和NDDM均可大幅降低高聚物的分子量,下降的幅度也基本相等,而且两者可以使高聚物分子量分布系数降至1.5,两者对分子量的调控效果相当;经测定,αMSD的链转移常数Ctr为0.36;同时,NDDM用量上升会降低乳液聚合稳定性,而αMSD对乳液聚合稳定性无明显影响;此外,αMSD起调节作用是按不可逆加成断裂链转移反应进行的,它会降低乳液聚合速率Rp,且其用量超过1%(按丙烯酸酯单体量计,下同)后会引起单体转化率和乳液固含量的明显下降,表现出阻聚性质。因此,αMSD可以代替NDDM做丙烯酸酯乳液的分子量调节剂,但其用量不宜超过1%。(2)以HEA为交联剂的丙烯酸酯后交联乳液(简称“E乳液”)的Rp和黏度始终比以HEMA为交联剂的丙烯酸酯后交联乳液(简称“M乳液”)高;当交联剂用量达10%时,E乳液所得交联乳胶膜的交联度比M乳液高5%,两者交联度均达最大值(80%左右),且两者均需其交联剂用量达1%以上才可发生有效交联;力学性能分析表明,E乳液所得乳胶膜的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率等力学性能均大于M乳液乳胶膜,且两者交联膜的力学性能均大于相应的未交联膜;由于含10%HEA的E乳液的乳胶膜交联度和力学性能等表现最佳,作为装饰纸的浸渍液制备浸渍胶膜纸最合适,制备浸渍纸的最佳工艺条件为:三次浸渍,浸渍时间分别为5min、5min和3min,烘干温度为120℃,干燥时间分别为30s、30s和120s,所得胶膜纸浸胶量可达102.6%,预固化度可达11.82%,挥发分含量为9.42%。(3)对于硅溶胶-丙烯酸酯共聚乳液体系,FTIR分析表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了纳米SiO2的表面,且改性硅溶胶与丙烯酸酯单体形成了共聚产物;含8%SiO2的共聚乳液乳胶膜力学性能最佳;以各复合乳液作为浸渍纸的面胶,进行浸渍纸饰面人造板热压工艺的最佳条件为:热压温度160℃,热压压力1.5MPa,热压时间10min,且含8%SiO2的共聚复合乳液所得饰面板耐磨性和耐油污测试表现最好,其作为面胶最为合适,但其耐油污性有待进一步提高。
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