丙烯酸乳液聚合的一些改性

室温交联丙烯酸乳液的制备和性能研究

摘要：本文介绍丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、交联功能单体NHAM、软硬单体配比的改变或增加对苯丙乳液的性能影响。

0 引言

苯丙乳液由于具有良好的耐候性、耐碱性和耐水性等优点，在涂料等行业中得到了广泛的应用。但其涂膜的光泽、耐溶剂性和耐污染性较差，硬度和抗张强度等力学性能也相对不足，限制了它的应用领域。但丙烯酸树脂价格低, 性能价格比较高, 还有发展的优势。为此, 人们采用接技、共聚、交联、核壳聚合等方法对其进行改性。

1 丙烯酸的影响

少量含有羧基、羟基等官能单体的引入，对苯丙乳液殷其膜性能将产生较大的影响。随着丙烯酸用量的增加，凝聚率降低，表明丙烯酸在聚合过程中起到稳定乳胶粒子的作用。但是聚合物胶膜吸水性随着丙烯酸用量增加而增大，耐水性下降，因此，丙烯酸加进的量要控制在一定范围。

2 双丙酮丙烯酰胺的影响

双丙酮丙烯酰胺( DAAM) 作为官能单体, 合成了一种含有酮羰基的丙烯酸酯乳液, 以肼作为交联剂, 制备了一种交联型丙烯酸酯乳液, 使涂膜的耐水、耐溶剂性及膜的强度都得到了极大的提高。双丙酮丙烯酰胺是一种含酮羰基的乙烯基单体, 很容易与其它乙烯基单体共聚, 得到含有酮羰基的丙烯酸酯乳液, 该乳液中加入肼后, 由于酮羰基与肼容易发生脱水反应, 因而在成膜过程中聚合物发生交联。其用量决定了涂膜的交联密度和性能, 加人D A A M 可明显改善涂膜的光泽度、耐溶剂性(交联度提高意味着涂膜耐甲苯等溶剂的性能提高)、耐水性和硬度(玻璃化温度提高), 在用量为总单体质量的2. 2 % 一6.5 % 的范围内。随着D A A M 用量增加。涂膜的耐溶剂性、耐水性和玻璃化温度提高, 但光泽度变化不大。当D A A M 用量约为总单体质量的6. 5 %时, 涂膜的性能最好。

3 交联功能单体NHAM的影响

自交联功能单体NHAM含量对乳液粘度的具有影响，随着NHAM的增加，乳液的粘度开始上升，上升到一个峰值后开始下降。乳液分子量随NHAM用量增大而上升，分子量增大；同时聚合时乳液分子量不均匀性提高。随着交联单体NHAM用量的增加，涂膜的Tg呈上升趋势。考虑乳液性能，NHAM含量以0．8％--0．9％为宜。所以，当乳液组分中含自交联功能单体NHAM 时，其耐水性、耐擦洗性均成倍增长；而当再添加改性碳酸钙晶须时，两者性能更有大幅度提高，同时涂料抗沉降性提高，涂膜的强度及耐开裂性更佳。这是由于碳酸钙晶须能够在涂层中起到骨架作用，能增加触变性，提高涂料的抗开裂、附着力、粘接强度等性能。

4 软硬单体的影响

乳液聚合的配方设计，必须兼顾性能与价格因素。因此，根据木器漆用聚丙烯酸酯乳液的性能要求、原料来源及价格

等，选用MMA、St为硬睢体，赋予漆膜光泽、硬度、耐磨性、较高的内聚力和结构强度；

选用BA为软单体，降低乳液的成膜温度，赋予漆膜一定的柔韧性和耐久性。根据软／硬单体的比例，可由Gibbs—Dimarzio方程估算玻璃化温度Tg。Tg高的乳液，硬单体用量大，乳液干燥速度快、光泽高、硬度高、耐沾污性好、高温下不易回粘，但成膜温度高；反之，t低的乳液，软单体用量大，成膜温度低，乳液成膜后力学性能下降，漆膜软且易发粘、易划伤、耐沾污性不好。随软单体用最增加，乳液的MFT降低，耐热压性能下降。软／硬单体配比不变时，增加st用量，MFT升高，

耐热压性能下降。这是因为MMA极性大于st，当软／硬单体配比不变而增加st时，大分子链MMA单元相对减少，分子极性降低，乳胶粒子间相互作用减弱，MFT高；虽然st与MMA均聚物的Tg均为105℃，但聚苯乙烯的软化点(70—80℃)却低于聚甲基丙烯酸甲酯，因此增加St用量，漆膜高温时易软化发粘，耐热压性能变差,因此，要综合考虑三者的配比。