第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页纳米级高固含量室温交联型丙烯酸酯微乳液的研制Miffy(2010-08-0416:57:31)柯跃虎1,曹燕芬1,王佛松2(1.广东鸿昌化工有限公司,广东顺德528329;2.中国科学院化学所,北京100080)摘要:采用了反应型乳化剂和阴非离子型乳化剂进行复配,以热引发剂和氧化还原引发剂作为复合引发剂,通过半连续种子乳液聚合法制得了性能优异的纳米级高固含量的丙烯酸酯微乳液。研究表明,复合乳化剂在用量2.8%时,合成的微乳液固含量达到了46.8%,平均粒径65nm,单体转化率高于99%。在引入5%的含有特殊官能团的交联单体后,合成的纳米级微乳液可实现室温交联,涂膜硬度高,综合性能好。并对微乳液进行了粒径大小及分布、相对分子质量大小及分布(GPC)、透射电镜(TEM)的表征。关键词:纳米;高固含量;室温交联;微乳液0引言以丙烯酸酯乳液为主要成分的水性木器漆,由于其附着力好,具有较高的防污性、耐候性、保光保色性,成本较低等优点,在目前国内水性木器漆市场中占有重要地位,但其耐磨性及耐化学药品性较差,因此主要是作为水性木器漆中的低档产品进行推广应用的。目前市场上的丙烯酸酯类乳液粒径大、光泽低、热粘冷脆不能满足高档木器漆要求,需对乳液进行改性以提高其性能。开始于20世纪80年代初的微乳液聚合是一种直接制备10～100nm聚合物粒子简单易行的方法[1]。聚合物微乳液应用于涂料中具有以下特点:(1)渗透性、润湿性好,对底材的附着力强;(2)粒径小,可形成致密性涂膜,形成的涂膜光泽高;(3)由于粒径小,可与常规乳液实现性能互补,提高涂膜的平滑性和光泽性;(4)微乳液聚合物的分子链具有较高的构象能,涂膜耐冲击性、柔韧性、硬度、耐磨性好。热塑性的乳液聚合物,其抗粘连性、耐沾污性、耐溶剂性、耐热性等都存在一定问题。而在乳液聚合时,引入可实现交联的官能团,使其在成膜时产生交联,形成三维网状结构,克服第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页以上不足之处,更好地满足使用要求,也是目前研究的热点之一[2-3]。利用酮羰基的聚合物与酰肼基团在酸催化条件下发生脱水反应,可实现涂料的室温交联固化。本文采用反应型乳化剂和常规乳化剂进行复配,并引入了含有酮羰基的功能性单体进行改性,制备出高固含量可实现室温交联的丙烯酸酯微乳液。讨论了乳化剂用量、功能性单体用量、引发剂体系等对乳液合成体系的影响。1实验部分1.1原材料甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸-2-乙基己酯(EHA):工业级,广州超云化学工业有限公司;双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼(ADH):工业级,无锡梁溪化工有限公司;过硫酸钾(K2S2O8):分析纯,广州化学试剂厂;乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸二钠(DNS-1035)、乙烯基磺酸钠(SVS)、烷基乙烯基磺酸钠(DNS-86)、叔丁基过氧化氢(t-TBHP)、甲醛合次硫酸氢钠(雕白粉):广州双键化工有限公司;碳酸氢钠(NaHCO3):分析纯,广州化学试剂厂;氨水(NH3·H2O):浓度25%～28%,广州东红化工厂;去离子水:自制。1.2丙烯酸酯微乳液的合成采用核壳乳液聚合法,先用种子乳液聚合法制备核,然后将预先乳化好的壳单体缓慢滴加到核中,反应后即可得到具有核壳结构的丙烯酸酯微乳液。1.2.1壳单体的预乳化将适量的去离子水加入带有搅拌装置的三口烧瓶中,加入一定量的乳化剂,搅拌均匀,然后在搅拌的情况下,将混合壳单体(MMA、BA、St、DAAM、EHA)逐渐加入到三口烧瓶中,加完后,在600～800r/min的转速下分散15min,即可得到壳预乳化液,备用。1.2.2种子乳液的制备将装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶置于带有控温装置的水浴中,加入计量的去离子水、大部分乳化剂、全部碳酸氢钠,在200r/min的转速下搅拌升温,使其充分溶解。升温到80℃,加入部分引发剂过硫酸钾溶液,待烧瓶内温度稳定后,开始滴加混合核单体(MMA、BA、St),片刻后乳液开始呈现蓝相,单体加完后,保温20min。即得种子核乳液。1.2.3壳聚合将壳单体的预乳化液和剩余引发剂过硫酸钾溶液在3～4h内均匀滴加到上述种子核乳液中,反应温度保持恒定,体系保持蓝相,加料完后,保温30min,降温至65℃,...
