新型硅-丙乳液及其建筑涂料的合成与性能研究

以乙烯基环硅氧烷(D4vi)与丙烯酸(酯)为原料、(NH4)2 S2O8-Na2SO3为氧化-还原引发体系,采用乙烯基环硅氧烷的开环聚合和缩聚以及丙烯酸(酯)类单体自由基聚合同步进行的制备方法,制得了一种新型的硅-丙乳液,其特点是乳胶粒子内部的相容性较好、没有明显相分离;使用该硅-丙乳液制备的建筑涂料,具有铅笔硬度高,耐沾污性、耐水性,以及耐碱性优异的特点。探讨了聚合反应温度、催化剂种类以及用量、有机硅的用量、功能单体种类及用量对乳液的影响,分别用傅里叶红外光谱仪、透射电子显微镜、原子力显微镜对乳液结构及状态进行了表征。

反应性有机硅单体结构对硅-丙乳液共聚物性能影响的研究

研究表明 :有机硅反应单体的分子结构对硅 -丙乳液共聚物的物理性能有明显的影响。通过选用水解基团相同但反应活性基团不同的有机硅单体 ,乙烯基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷 ,与丙烯酸类单体进行乳液共聚 ,合成了系列不同的硅 -丙改性乳液。利用红外光谱对共聚物进行了结构表征 ,DSC测定了聚合物玻璃化温度 (Tg) ,研究了有机硅单体结构及用量对共聚物膜力学性能及吸水率的影响。

硅-丙乳液/天然乳胶共混膜的制备与性能

在丙烯酸丁酯(BA)/苯乙烯(ST)体系中引入硅氧烷3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷(C1757),通过乳液聚合法合成了可交联型共聚硅-丙乳液(PBSC),并采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其结构进行表征。利用共混法制备了天然乳胶(NR)/PBSC复合膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)及差示扫描量热仪(DSC)等仪器对其性能进行测试。结果表明:随着PBSC的加入,改性NR膜表面及内部孔洞数量减少。当w(C1757)=12%和PBSC添加量(质量分数)为12%时,NR/PBSC拉伸强度由14.4 MPa提高到23.3 MPa,热降解特征温度T0、Tp、Tf分别提升了12.9、3.7、11.5℃。同时改性乳胶膜耐溶剂性能及耐水性能均得到改善,蛋白质溢出量明显降低(低于110μg/g)。

新型硅-丙核/壳乳液的制备与表征

以对甲苯磺酸(PTSA)为催化剂,十二烷基苯磺酸钠(DBSA-Na)和OP-10为复合乳化剂,选用八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(Vi-D4)作为有机硅单体,通过乳液聚合工艺制备硅油中间体,然后将其与丙烯酸酯类共聚,通过对工艺方法、配方的调整得到了性能优良的硅-丙乳液。探讨了乳化剂加入量、种子乳液量、乙烯基硅含量(Vi-D4用量)、活性物含量等因素对硅-丙乳液转化率和接枝率以及乳胶粒形貌和乳液粒径分布的影响。结果表明,乳化剂质量分数0.8%,种子乳液质量分数30%,V(D4)∶V(Vi-D4)=4∶1,活性物质量分数30%时得到了转化率和接枝率高的硅-丙乳液。电镜照片显示,粒子呈明显的核壳结构。粒径分布图显示,乳液粒径分布较窄,平均粒径在100 nm左右。

高硅含量有机硅-丙烯酸酯乳液的研制

本文采用一种新的共聚方法,即在动力学控制条件下,利用Stober反应,实行有机硅和丙烯酸酯的共聚。获得了30.0%高硅含量的硅-丙乳液。

硅-丙核/壳乳液的低温合成及表征

选用过硫酸钾(KPS)、甲醛合次亚硫酸氢钠(SFS)和2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二氢氯化物(V-044)为复合引发剂,在低温下通过种子乳液聚合技术合成了生成凝聚物少的硅-丙核/壳乳液。考察了引发剂用量、乳化剂用量、有机硅用量、丙烯酸羟丙酯(HPA)用量对硅-丙核/壳乳液转化率、接枝率的影响,并借助透射电镜(TEM)、粒度分布仪和差示扫描量热仪(DSC)分别对乳胶粒形貌、粒径分布及其玻璃化转变温度(Tg)进行了表征。结果表明:当引发剂用量为1000mg·kg-1、乳化剂用量为0.8%、有机硅用量为15%、HPA用量为8%时合成的硅-丙核/壳乳液最优,乳胶粒子具有明显的核壳结构,粒径分布较窄;有机硅的加入提高了共聚物的玻璃化转变温度。

纳米SiO_2/有机硅/聚丙烯酸酯复合乳液的合成

以含有共聚基团的有机硅化合物改性纳米 Si O2 ,通过与丙烯酸酯单体共聚 ,合成了一系列纳米 Si O2 /有机硅氧烷 /聚丙烯酸酯复合乳液 ,其硅质量分数可以在 5 %～ 70 %之间连续变化 ,研究了反应时间、单体配比。

有机硅-丙烯酸酯超耐候性外墙涂料的研制

以三甲基氯硅烷改性后的MATS和丙烯酸酯类化合物为共聚单体 ,合成出了有机硅质量分数达 3 5 %的硅 丙乳液 ,以此乳液为基料配制的乳胶涂料具有优良的耐候性、耐水性、耐擦洗性和耐沾污性等性能 .研究了原料配比对有机硅氧烷改性产物的影响 ,以及乳化剂种类及用量、反应温度及时间。

有机硅改性丙烯酸酯的合成及应用

以八甲基环四硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸为原料,采用预乳化连续滴加法制得了有机硅-丙烯酸酯乳液。探讨了乳化剂种类、乳化剂配比等因素对有机硅乳液的影响。结果表明,采用非离子型表面活性剂AEO-3、AEO-7、AEO-9和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备乳液,且当m(SDBS)∶m(AEO)为1∶1.82时,乳液稳定性好。通过Fox方程设计聚丙烯酸酯的玻璃化温度(理论值)确定各类丙烯酸单体的配比,对有机硅丙烯酸酯性能进行了讨论分析,Tg=-10℃的有机硅改性丙烯酸酯性能较好。

仿生自清洁外墙涂料的制备

根据仿生科学原理,制备具有荷叶效应的拒水自洁外墙涂料。考察了改性丙烯酸酯乳液、改性硅灰石和改性微晶蜡乳液对提高涂料接触角和疏水性能所起的重要作用,重点研究了颜基比、填颜比和改性微晶蜡乳液用量对涂膜接触角和吸水率的影响。在优化的涂料总配方设计条件下,制备的成品外墙涂料不仅各项性能指标达到标准要求,而且涂膜与水的接触角高达约140,°吸水率低至0.32%,具有良好的拒水效果。