室溫自交聯(lián)型硅丙乳液的制備及涂膜性能研究.pdf

1、丙烯酸樹脂涂飾劑作為一類以丙烯酸酯類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，已成為涂飾成膜材料中重要的一類，由于其與顏料膏有良好的共混性，也廣泛地應(yīng)用于皮革的涂飾過程中。本論文采用添加功能單體和有機硅類交聯(lián)劑的方式，通過預(yù)乳化和種子乳液聚合方法，制備出一系列室溫自交聯(lián)型丙烯酸樹脂—有機硅（簡稱硅丙）乳液，旨在解決傳統(tǒng)丙烯酸樹脂成膜“冷脆熱黏”的缺陷，并賦予丙烯酸樹脂膜良好有

2、機硅大分子的手感特性。主要通過分析測試成膜基本性能，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脂涂飾成膜劑提供技術(shù)思路和方法。
　　實驗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)，考察了丙烯酸樹脂乳液聚合過程中的工藝、條件以及乳化劑和引發(fā)劑對聚合物乳液及涂膜

3、的性能影響。確定了合成丙烯酸樹脂乳液的最佳工藝，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℃。
　　通過將功能單體(AAEM或GMA)分子引入丙烯酸樹脂分子鏈中，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)功能的丙烯酸樹脂乳液。將樹脂乳液成膜后，采用吸水率、耐溶劑性、涂膜、抗張強度及斷裂伸長率等為指標，考察了HDA-AAEM、HDA-GMA兩種交聯(lián)體系對丙烯酸樹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，抗張強度提高，斷裂伸長率降低，硬度增加;在相同交聯(lián)度時，GMA-HDA交聯(lián)體系涂膜的硬度較AAEM-HDA體系涂膜要高。
　　通過將功能單體（AAEM或GMA）分子引入丙烯酸樹脂分子鏈中，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，在成膜時可形成氨基硅油和丙

6、烯酸樹脂相互交聯(lián)的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。測試涂膜的吸水率、耐溶劑性、玻璃化溫度(Tg)、抗張強度及斷裂伸長率等為指標，考察了兩種氨基硅油交聯(lián)劑對丙烯酸樹脂乳液成膜基本性能的影響。實驗結(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)的丙烯酸樹脂涂膜低;涂膜的抗張強度均隨交聯(lián)劑用量的增加逐漸上升，斷裂伸長率均隨交聯(lián)劑用量增加呈逐漸下降趨勢，氨基硅油—丙烯酸樹脂交聯(lián)體系的引入會提高丙