蘇勇,葉林宇
苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯類單體的共聚乳液。聚苯乙烯吸水性低,價格便宜,但受紫外線照射易黃變,質脆,耐沖擊性差,與丙烯酸酯共聚,其性能能得到改善。苯丙乳液是目前我國最廣泛使用的乳液品種,它的性能優良,具有很好的顏料親和力、耐堿性、耐油性、高光澤、耐光性和抗沾污性,在建筑涂料、金屬表面涂料、粘合劑和膠粘劑等方面有著廣泛的用途。但由于苯丙乳液的耐水性、耐氧化、耐氣候老化、耐水性、抗張強度等方面仍存在一定的缺陷。聚有機硅氧烷(簡稱有機硅)主鏈為Si-0-Si鍵為無機結構,側鏈為-CH3等有機基團,是一類典型的半無機半有機高分子。由于有機硅中Si-O鍵能高、內旋轉能壘低、分子摩爾體積大、表面能小等特性,因而其具有優異的耐高低溫性、疏水性、電絕緣性等。用有機硅氧烷對苯丙乳液進行改性,可以綜合二者的優點,改善丙烯酸酯“熱粘冷脆”、耐候、耐水等性能,在理論和應用上都有重要的意義。
1 有機硅改性丙烯酸酯聚合物的方法 有機硅改性丙烯酸酯聚合物的方法主要有兩種,第一種是物理改性法(即冷拼法),一般效果不佳;第二種是化學改性法。化學改性法是基于有機硅與聚丙烯酸酯之間的化學反應,其優點是將有機硅分子以化學鍵的形式接合到丙烯酸酯大分子上,從結構、組成上完成對丙烯酸酯的改性,達到分子級的效果。化學改性法根據不同的化學鍵合方式,可以分為硅丙縮合法和硅丙加成法。1.1物理共混法物理共混法是利用各組分問的協同效應或互補效應米改善丙烯酸酯性能的有效方法之一,按照共混的形式,該方法可以分為本體共混和乳液共混。一般來說,采用此方法得到的共混乳液穩定性不好,容易發生相分離,這是由于聚硅氧烷的表面自由能低及聚硅氧烷與丙烯酸酯聚合物的相容性差所造成的。可以采用兩種方法來改善共混乳液的混溶性,一種方法是加入增溶劑以降低兩相間的界面張力;另一種方法是加入交聯劑以降低聚硅氧烷的分子遷移率。
1.2.2 硅丙加成法采用含雙鍵的有機硅單體(如乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基甲基硅烷譬)與丙烯酸酯其聚,在聚合物側鏈引入硅氧烷,其反應方程式如下:
經有機硅接枝改性的丙烯酸乳液,其低溫交聯性更佳,同時在成膜固化后其力學性能和耐水性都有不同程度的增強。本研究結合產品應用試驗,研制了一種易于合成并且使用性能良好的有機硅改性苯丙共聚的自交聯型印花粘合劑。2 實驗2.1主要原料和儀器乙烯基二乙氧基硅烷(A-151,分析純)、丙烯酸丁酯(BA,分析純)、苯乙烯(St,分析純)、甲基丙烯酸甲酯(MMA,分析純)、丙烯酸(AA,化學純)、丙烯酰胺(AM,化學純)、N-羥甲基丙烯酰胺(化學純);十二烷基苯磺酸鈉(SDS,化學純);異構十三醇聚氧乙烯醚(1370)和過硫酸銨(APS,分析純);氨水(分析純,質量分數25%)。
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