硅丙乳液的合成及应用

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硅丙乳液防水剂的研制

硅丙乳液防水剂的研制
参考文献
1 曹同玉, 刘庆普, 胡金生. 聚合物乳液合成原理、性 能及应用. 北京: 化学工业出版社. 2002. 361
2 何廷树. 混凝土外加剂. 陕西科技出版社 , 1999. 163 3 崔孟忠, 李竹云, 张爱霞等. 有机硅建筑防水材料的
性能与研究进展. 化学建材, 2002 ( 1) : 34 4 钟时云, 袁华. 聚合物在混凝土中的应用. 北京: 化
表 4 掺防水剂的受检砂浆的性能
试验项目
JC 474- 1999 的指标要求
一等品
合格品
有机硅产品
实 测值 硅丙乳液
净浆安定性 初凝时间/ min 终凝时间/ h 抗压强度比/ %
7d 28 d 透水压力比/ % 48 h 吸水量比/ % 28 d 收缩率比/ % 对钢筋的锈蚀作用
合格 > 45 < 10
表 2 结果表明, 采用 OP - 10 能显著提高乳 液的稳定性; 但 OP- 10 用量过多时, 会产生大 量泡沫, 不利于传质、传热, 易引发自聚反应, 导致凝胶产生。单纯采用 SDBS 时, 由于乳化剂 分子的覆盖面积 as 较大, 乳胶粒表面的电荷密 度变小, 容易破乳, 导致乳液的稳定性下降。非
tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane, vinyl terminated silicone
fluid
Research of silicone acrylate emulsion waterproofing agent. WEI Ya ru1, JI Hai jun2, SONG Xue feng1, LI Hong x ia1
2 结果与讨论
2 1 温度对硅丙乳液稳定性的影响 温度升高, 乳胶粒间碰撞的几率增大, 反应

硅丙乳液的合成方法及性能研究

硅丙乳液的合成方法及性能研究

4+ 2
稳定

* MS 为进口分装的大分子中性 高效表面 活性剂, 离 心稳定性 试 验: 3000r/ min 30m in
从表 3 可以看出, 选用 OP_10/ SDS 离子型和 非离子型复合乳化剂时, 硅丙乳液稳定性好, 无凝 胶产生。这是因为两种乳化剂分子交替地吸附于乳 胶粒表面, 相当于在离子型乳化剂分子间又楔入非 离子型乳化剂分子, 这样就降低了同一乳胶粒上离 子之间的 静电斥力, 增 强乳胶粒吸附 的牢度; 另 外, 采用复合乳化剂时, 会使乳胶粒的直径比单独 使用阴离子乳化剂时的乳胶粒直径大得多, 乳胶粒 表面的电荷密度大大降低, 带电粒子自由基更容易 进入乳胶 粒中, 提高引 发效率。所以 选用乳化剂 OP_10 SDS= 2 1, 乳化剂总量为单体总量的 6% 。
破乳
注: 单体滴加时间为 3h, 保温时间 2h。
由表 4 可看出, 当温度高于 90 和低于 70 时, 聚合反应效果均不理想。引发剂在较低温度下 分解慢, 形成的活性自由基少, 反应速率慢, 转化 率低; 反应温度过高时, 反应速率过快, 体系不稳 定, 易产生凝胶和粘釜现象。这主要是因为高温下 乳化剂的特性发生了变化, 乳化效果变差。综合考 虑, 试验分两阶段采用不同温度聚合。前期滴加单 体阶段, 保持温度 75 ~ 85 , 使反应体系稳定; 滴加完单体后再升温到 85 ~ 90 进行保温, 加 快反应速率, 缩短聚合完全的时间。 2 1 3 软硬单体比例的确定
2 1 2 反应温度的影响 固定其它聚合条件, 改变反应温度, 研究温度
对乳液性能的影响。结果见表 4。
表 4 反应温度对乳液性能的影响
温度/ 60~ 70 70~ 80 85~ 95
凝胶量 无 无

硅丙乳液的合成及性能研究

硅丙乳液的合成及性能研究

硅丙乳液的合成及性能研究硅丙乳液是一种重要的化学材料,在许多领域都有广泛的应用。

硅丙乳液是由丙烯、硅油和有机酸组成,它们经过特殊工艺精制而成。

本文旨在通过对硅丙乳液的合成及性能进行研究,以解决应用中可能出现的问题,并为广大应用者提供参考依据。

一、硅丙乳液的合成方法硅丙乳液的制备过程是将丙烯、硅油和有机酸混合溶于乙醇,然后加入醋酸酯类有机催化剂以及去离子水,经过反应后即可得到所需的硅丙乳液。

根据需要,可以进一步采用适当的技术添加后处理料。

二、硅丙乳液的特性硅丙乳液主要由丙烯、硅油和有机酸组成,它的最大特点是具有良好的柔性和耐久性。

它具有高强度、良好的耐腐蚀性和覆盖性能,能够抵御外界恶劣环境的侵蚀并实现理想的密封效果,在抗氧化和耐老化性方面也具有优良的性能,能够满足用户在长时间使用后仍能保持良好的使用性能。

此外,硅丙乳液还具有环境友好的特点。

硅丙乳液体系无有害挥发性物质,符合国家相关环保标准,所以在使用中安全可靠。

三、硅丙乳液应用硅丙乳液广泛应用于许多领域,如电子工业、汽车及机械领域、航空航天等。

由于具备良好的耐温性和耐湿性,硅丙乳液能够在高温环境中使用,特别是在高温高压下它的耐热性能更为显著。

另外,它具有良好的抗摩擦性,可以作为传动传动件的密封材料,保证其正常使用寿命。

此外,硅丙乳液还可以用于印刷电路板、绝缘层涂敷、绝缘线管等。

四、安全操作要求由于硅丙乳液是有毒物质,使用时应注意安全措施。

首先,使用前应先完全阅读说明书;其次,应确保在使用硅丙乳液时,有效的通风措施,以免挥发的有毒物质对人体造成伤害;另外,操作时应佩戴防护用具,如防酸护目镜、橡胶手套等,以防止原料污染。

五、结论经过上述的介绍,不难发现,硅丙乳液的合成及性能具有很高的价值,可以应用于多个领域。

但是在使用过程中,也要注意安全操作,以免造成不必要的损失。

硅丙乳液最简单配方

硅丙乳液最简单配方

硅丙乳液最简单配方
硅丙乳液是一种含有有机硅(硅油)和丙烯酸酯聚合物的乳液,通常用于个人护理产品、润滑剂等。

这里提供一个简单的硅丙乳液的基本配方,但请注意,制备化妆品和润滑剂需要考虑到安全性、稳定性和卫生等因素,因此最好在专业的实验室或厂家的指导下进行。

硅丙乳液的基本成分包括:
1.水相:
纯净水或蒸馏水。

2.油相:
有机硅油,如聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane)。

丙烯酸酯聚合物,如丙烯酸酯共聚物。

3.乳化剂:
乳化剂有助于稳定水相和油相的混合,使其形成乳液。

可选用一些专业的乳化剂,如辛酸/癸酸甘油酯等。

4.防腐剂:
为了防止细菌、霉菌等微生物的生长,添加适量的防腐剂。

5.调整pH:
碱性或酸性调整剂,以调整整个乳液的 pH 值,使其适应肌肤。

这只是一个基本的配方示例,实际的配方可能会包含其他添加剂,如香料、抗氧化剂、润肤剂等,具体配方需要根据产品用途和目标性
能进行调整。

在制备乳液前,请确保了解并遵守相关的法规和安全准则,确保所用的原料符合卫生标准。

最好的方法是咨询化妆品制造专业人士或专业实验室的建议。

高性能硅丙乳液合成及在建筑涂料中应用研究

高性能硅丙乳液合成及在建筑涂料中应用研究
如 无 溶 剂 环 氧 地 坪 漆 和 紫 外 光 固化 涂 料 );
2. 以粉末的形态经溶融后成膜的粉末涂料(主要用于各类管线,化工设备及 白色家 电 的涂 装);
3. 提 高涂 料 固体含 量 的 高 固体涂料 (主要 用 于船 舶及 工业 重 防腐 涂 料 方 面 ); 4 . 以水代 替有 机 溶 剂 的水性 涂料 (主要用 于汽 车 电泳 漆和 建筑 涂 料 )。 目前大 部 分 建筑 所 使用 的乳胶漆 就是 水 性 涂 料 的一个 大 类 ,由于 它们 所 含 有 机 挥 发
II
有 机 聚 硅 氧 烷 以 S i-0 -S i 为 大 分 子 主 链 ,兼 具 有 机 聚 合 物 和 无 机 化 合 物 优 良特 性 , 如 耐候 保 光 、疏 水 透 气 、抗 沾 污 和 耐 磨 等 ;丙烯 酸 酯 乳 液 原料 来 源 丰 富 、价 廉 且 成 膜 性 好 、强度 高 、粘 结性 强 。通 过 乳液聚 合工 艺制 备 有 机 硅 改性 丙烯 酸 酯乳液 ,可 获得 兼 具 有机硅 和 丙烯 酸酯优 良特 性 的高性 能乳液 。该类 有机 硅 改性 丙烯 酸酯乳液 是制备超 耐候 性建筑 外墙 涂 料 的理 想基 料 。硅 丙 高性 能乳 胶漆 具有优 异 的耐候 性 、耐水 性 、耐碱 性 、 耐沾污和 耐擦 洗等性 能 。
(2 7 ) (2 9 ) (3 1 ) (32 ) (33 ) (3 5 ) (36 ) (37 ) (38 ) (39 ) (39 ) (42 ) (4 3 ) (43 ) (44 ) (45 ) (46 ) (4 6 ) (47 ) (48 ) (48 ) (4 9 ) (50 ) (52 ) (54 ) (5 6 ) (57 ) (58 )
然 而现 代 社会 的发展 离不 开对环 境 的保 护 ,人 们 也越 来 越重视 如 何在 生 产 活 动 中避 免 对 环 境 的污 染 。各 种 涂 料 在 生 产 中对 环 境 的 影 响主 要 有 废 水 ,废 渣 和 废 溶 剂 的排 放 。 另 外 涂 料 中 的 重 要 组 分 -溶 剂 在 生 产 和 施 工 时 的 挥 发 对 大 气 环 境 的 影 响 更 大 。有 机 溶 剂

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述 一、 前言 乳胶涂料因具有轻质、安全、色彩丰富典雅,施工效率高,翻新、维修方便,VOC排放低,符合环保要求等优点,正成为建筑物外部装修的首选材料,近几年得到了迅猛发展。

目前正大量应用于中低层建筑物上的丙烯酸酯类乳胶涂料基本上可满足5年左右的使用要求。

随着建筑物越来越向大型化、高层化发展,其涂装周期一般至少要10年以上,现有的以苯乙烯-丙烯酸酯及纯丙烯酸酯共聚物乳液为基料制备的建筑涂料已难以满足这一要求。

由于Si-O键具有较高的键能,耐紫外光和耐氧化降解性好且硅树脂表面能低,因此用其制得的涂料性能优越,具有高耐候性、耐水性和抗沾污性及对水泥基材等较强的附着力,越来越受到人们的关注。

 溶剂型有机硅改性丙烯酸树脂用于建筑物的外装修,尽管取得了比较好的效果,但由于环保问题,其作为建筑涂料大面积使用已受到限制。

因此,开发高性能、低污染的水性丙烯酸有机硅涂料已成为近几年涂料领域人们关注的一个新热点。

 通常将有机硅氧烷对乳液聚合物进行改性的方法主要分为物理混合法、化学缩聚法和自由基聚合法等。

 物理混合法首先是制备有机硅树脂或有机硅改性聚合物树脂,以水为分散介质,然后添加乳化剂,在高剪切力的作用下进行乳化,制成乳液,然后将其与普通乳液拼混。

这种方法只是物理混合,没有产生化学键合,而且这种聚合物后乳化工艺只有在分子量较小的情况下才可以制备成稳定的乳液,由于分子量小,因此涂膜性能稍差,不能满足建筑外墙涂料的高要求。

 化学缩聚法是首先制备含羟基的聚合物乳液,在一定乳化剂和PH值范围内加入有机硅树脂,使乳液的羟基(-OH)和硅羟基(Si-OH)进行反应缩合,把有机硅引入到乳液系统中,由于使用了催化剂等,对乳液稳定性和耐候性带来不利影响。

该方法由于存在有机硅和丙烯酸酯缩合及有机硅之间的缩合两种竞争反应,生成的产品组成不稳定,而且还存在有机硅氧烷的水解、自缩聚等难以控制的技术难点,使得此种方法的应用开发受到局限。

27062434_硅丙乳液涂料印花黏合剂的分子设计原理概述

27062434_硅丙乳液涂料印花黏合剂的分子设计原理概述
r
z
i
o 公式(式(
1))
明度高、不发粘、不泛黄;(
6)黏合剂与印花色浆中的增
(Tg )。
稠剂和柔软剂具有良好的离子配伍性及相容性;(
7)黏
合剂与印花色浆 中 的 颜 料 粒 子 具 有 良 好 的 相 容 性,能
够促进颜料粒子在水中均匀分散;(
8)黏合剂与印花色
浆中外加交联剂 复 配 后 具 有 较 好 的 稳 定 性,色 浆 体 系
题,同时改善物 理 共 混 改 性 时 聚 硅 氧 烷 和 聚 丙 烯 酸 酯
组分相容性较差的 问 题 [24],成 为 当 前 硅 丙 乳 液 仿 活 性
涂料印花黏合剂的主要发展方向。
2 硅丙乳液涂料印花黏合剂的基本要求
涂料印花是 将 黏 合 剂、增 稠 剂、颜 料 粒 子、柔 软 剂
及交联剂等组分 配 成 印 花 色 浆 后,通 过 平 网 或 丝 网 印
K;
Tg1 、
Tg2 和 Tgn 分别为各 聚 合 单 体 所 形 成 均 聚 物 的 玻
璃化温度,
K;
W1、
W 2 和 Wn 分别为各聚合单体质量与
聚合单体总质量的比值 [25]。
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研究开发
· 19 ·
2022 年第 6 期

N-羟甲基丙烯
酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、双丙酮丙烯酰胺和 乙 酰
乙酸基甲基丙烯 酸 乙 酯 等,赋 予 硅 丙 共 聚 物 大 分 子 良
好的交联特性,使 得 焙 烘 后 形 成 三 维 网 状 结 构 的 硅 丙
共聚物大分子网 络,同 时 还 能 与 纤 维 素 纤 维 上 的 羟 基

硅丙乳液的合成及应用

硅丙乳液的合成及应用

硅-丙乳液的合成及应用摘要随着社会的不断发展,建筑行业对乳液的性能要求不断提高,合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。

丙烯酸乳液原料来源丰富、成膜性好、粘结性强、强度高,用有机硅改性的丙烯酸乳液,不仅可以解决丙烯酸乳液成膜时热粘冷脆的不足,并且形成的Si-0-Si为大分子的主链,具有无机化合物和有机聚合物优良性能,如耐候性、疏水性、透气性、抗沾污性和耐磨性等。

通过有机硅改性丙烯酸乳液,可得到兼有有机硅和丙烯酸的高性能乳液,硅-丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污性和耐擦洗性等性能。

本文综述了乳液合成的进展、特点、机理,并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。

关键词:改性;硅-丙乳液;合成;应用The Synthesis and Application of Silicone - Acrylic EmulsionAbstractWith the development of society, the requirement of emulsion properties was boosting, it has been the focus to compound high-performance exterior emulsion. Acrylic emulsion possesses advantages of much material, good film-forming, strong bonding and high strength. Acrylic emulsion modified by organic silicone can not only solve the shortages of thermo-viscoelasticity and cold brittleness, but also form the Si-O-Si as macromolecular main chain, which has the excellent properties of inorganic compounds and organic polymer, such as weather resistance, hydrophobic, permeability, contamination resistance and wearability. Acrylic emulsion modified by organic silicone has high performance both silicone and acrylic emulsion. Silicone-acrylic emulsion paint has excellent property of weatherability, water resistance, alkali resistance, stain resistance and scrub resistance etc. The mechanism, advantage and study progress of preparing emulsions were reviewed and synthesis method and application of silicone - acrylic emulsion were expounded.Key words: modification; Silicone - acrylic emulsion; Synthesis; application目录摘要 (I)Abstract (II)第一章乳液聚合 (1)1.1乳液聚合发展概述 (1)1.2乳液聚合技术的研究进展 (1)1.3乳液聚合特点 (1)1.4乳液聚合机理 (2)1.4.1 成核机理 (2)第二章有机硅改性丙烯酸 (3)2.1国内外研究现状 (3)2.2有机硅改性丙烯酸乳液的方法 (3)2.2.1 物理改性 (3)2.2.2 化学改性法 (4)第三章原料选择 (7)3.1常用丙稀酸酯单体的分类和性能 (7)3.2有机硅单体的选择 (8)第四章硅丙乳液的应用 (8)4.1涂料与油墨 (8)4.2胶黏剂 (9)4.3复合材料 (9)4.4皮革与纺织 (10)4.5医学材料 (10)第五章硅丙乳液前景展望 (11)参考文献 (12)第一章乳液聚合1.1 乳液聚合发展概述20世纪早期,乳液聚合技术开始有所应用,在20年代末期,已经有了乳液聚合的专利出现,乳液聚合的方法应用于生产是在30年代初。

硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液的区别

硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液的区别

硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液的区别
目前常见的内外墙仿石涂料,像真石漆、水包水多彩漆、水包砂这些内外墙涂料,都有一种相同的组成成分—乳液。

乳液在这些仿石涂料中扮演着重要的角色,目前市面上经常见到三种乳液,分别是硅丙乳液、纯丙乳液和苯丙乳液。

现在简要介绍一下这三种乳液的区别:
1.在成分上的区别
●硅丙乳液:是由不饱和键的有机硅单体+丙烯酸类单体+助剂;
●纯丙乳液:多种丙烯酸+甲基丙烯酸+甲基丙烯酸甲酯+丙烯酸酯类+助剂;
●苯丙乳液:苯乙烯+丙烯酸酯单体+助剂
2.在价格上的区别
市面上的参考价格如下:
●苯丙乳液:9500元/吨,
●纯丙乳液:12500元/吨,
●硅丙乳液:16000元/吨。

3.使用寿命上的区别
●苯丙乳液的使用寿命是4-5年,
●纯丙乳液的使用寿命是10年以上,
●硅丙乳液的使用寿命是15年以上。

注:仿石涂料中,乳液的含量越高,使用寿命越长。

一般乳液含量8%以上为合格,10%以上为优质。

4.优势上的区别
●硅丙乳液优势:耐酸碱性强、成膜不易泛黄,膜粒分子拉伸力紧密,柔韧性
极强,遇水不易泛白;
●纯丙乳液优势:不易燃烧、光泽度强,适用性广泛;
●苯丙乳液优势:价格低,融合成膜速率快,低温可施工。

5.市场占有率不同。

根据涂料行业数据公布,各种乳液的市场占比大概如下:
●纯丙乳液40%,
●硅丙乳液35%,
●苯丙乳液14%,
●其他乳液11%.
总的来说,家装、市政工程考虑到外墙使用寿命的话,一般会选择硅丙乳液或纯丙乳液。

若外墙使用苯丙乳液,说明外墙对涂料的使用年限要求不高。

硅丙乳液调研报告

硅丙乳液调研报告

华东硅丙乳液行业市场调研报告第一章中国硅丙乳液行业概述一、硅丙乳液定义:丙烯酸酯类和乙烯基有机硅不饱和单体共聚为有机硅接枝改性丙烯酸酯乳液。

二、硅丙乳液的特点:成膜有较高的光泽,较佳的耐盐雾性,耐碱性、防腐性、极强的附着力,耐水性好,耐候优异等特点。

三、硅丙乳液的主要原料及合成方法:1主要原料及设备:丙烯酸,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸羟乙酯,苯乙烯,有机硅油,十二烷基苯磺酸钠,过二硫酸铵,乙烯基功能单体171.生产设备是反应釜。

2、合成方法:2.1 物理混合法首先是制备有机硅树脂或有机硅改性聚合物树脂,以水为分散介质,然后添加乳化剂,在高剪切力的作用下进行乳化,制成乳液,将其与以前使用的普通乳液拼混。

这种方法只是物理混合,没有产生化学键合,而且由于这种聚合物后乳化工艺,只有在分子量较小的情况下才可以制备成稳定的乳液,由于分子量小,成膜性能差,在使用中受到了限制。

2.2 化学缩聚法缩聚法主要分为两种类型:一种是有机硅单体或树脂在一定的pH值和催化剂存在下,与含有羟基的树脂及含羟基亲水单体进行缩合,加水水解或者中和。

该树脂可以在水中自乳化,而不需要另加乳化剂。

由于水解自乳化存在稳定性问题,而中和后自乳化又存在耐水性不良等倾向,在实际应用中也受到了限制;另一种是首先制备含羟基的聚合物乳液,在一定催化剂和pH值范围内,加入有机硅乳液,使乳液的羟基(—OH)和硅羟基(Si—OH)进行反应缩合,把有机硅引入到乳液系统中,由于使用了催化剂等,对乳液稳定性和耐候性带来不利影响。

2.3 自由基聚合法自由基聚合法和常规乳液聚合法基本相同,将含有不饱和键的有机硅单体与其它含有不饱和键的各类单体聚合。

目的是把有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性,疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性结合起来,制备出高耐候、高耐水、抗污染的环保型建筑用乳液及涂料。

国外公司如德国的公司、法国的罗地亚公司、美国的道康宁公司、国民淀粉公司、日本的旭硝子公司、旭化成公司等等进行了硅丙乳液的研制,并陆续推出了一系列硅丙(有机硅乳液)乳液产品。

硅丙乳液及硅丙外墙涂料的研制

硅丙乳液及硅丙外墙涂料的研制

硅丙乳液及硅丙外墙涂料的研制有机硅丙烯酸树脂是在丙烯酸聚合物主链上引入硅氧,烷或聚硅氧烷,这类树脂兼具丙烯酸涂料和有机硅涂料的优点,涂层具有高耐候性耐水性耐沾污性等优点,自20世纪90年代开始,丙烯酸酯类和乙烯基有机硅不饱和单体共聚为有机硅接枝改性丙烯酸酯乳液(简称硅丙乳液),已成为乳液研究领域的热点。

随着建筑物向高层化大型化发展,要求高层超高层建筑物的外墙涂装周期一般至少在15年以上,因而高性能低污染的硅丙乳液及硅丙外墙涂料已成为近年来涂料行业关注的焦点。

下面介绍一种聚合物中有机硅含量达20%以上的AB-1硅丙乳液及其硅丙外墙涂料。

硅丙乳液的合成1.有机硅单体的选择有机硅乙烯基单体在较高温度酸性或碱性的条件中都很容易水解自聚如何有效地控制有机硅乙烯基单体的水解自聚,是制备高硅含量高性能硅丙乳液的技术关键几种有机硅乙基单体的水解难易程度为:乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)<乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)< -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(A-174)其原因是,乙烯基三乙氧基硅烷中的OCH2H3比后2种单体的OCH3空间位阻的作用要大,延缓了水解作用乙烯基单体异氧丙基[OCH(CH2)2]的空间位阻作用更大,水解也更难,其价格相当高。

综合上述因素,经过反复筛选试验之后,确定选用有机硅乙烯基活性单体1和具有环状结构的有机硅氧烷单体2。

由于有机硅乙烯基活性单体1的分子链不够长,连接在丙烯酸树脂大分子上会被丙烯酸树脂大分子包埋,显示不出接枝改性效果;有机硅氧烷单体2具有环状结构,当共聚反应到一定程度,有机硅氧烷水解后生成Si-OH基团,此时带有环状结构的有机硅氧烷单体已开环,进行硅醇缩合反应,这样制成的有机硅氧烷丙烯酸树脂分子呈梳状结构有机聚硅氧烷的一端与丙烯酸树脂大分子的主链相连(通过双键共聚),另一端Si-O长链则伸展到基层表面,从而在有机硅丙烯酸树脂中显示出有机硅树脂的特性干燥成膜时,有机硅丙烯酸树脂中硅氧烷水解缩聚,结果在聚合物分子之间以及聚合物和基材之间形成互穿网络立体交联牢固的结构,从而使漆膜具有优异的耐候性抗沾污性憎水性及附着力。

有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成及应用

有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成及应用

有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成及应用
有机硅改性丙烯酸酯乳液是一种具有广泛应用前景的新型功能材料。

它通过将有机硅改性剂引入传统丙烯酸酯乳液中,实现了对乳液性能的改善和功能的增强。

本文将介绍有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成方法以及其在不同领域的应用。

首先,有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成方法主要包括两步:单体聚合和有机硅改性。

在单体聚合阶段,通过引入聚合引发剂,将丙烯酸酯单体进行聚合反应,得到丙烯酸酯乳液。

然后,在有机硅改性阶段,将有机硅改性剂逐渐加入到丙烯酸酯乳液中,并进行充分搅拌和反应,使有机硅改性剂与乳液中的聚合物发生交联反应,形成有机硅改性丙烯酸酯乳液。

有机硅改性丙烯酸酯乳液具有良好的应用前景。

其在建筑行业中可以作为涂料、粘合剂和防水材料等的基础原料,具有良好的柔韧性、耐候性和耐腐蚀性,能够提高建筑材料的性能和寿命。

在纺织行业中,有机硅改性丙烯酸酯乳液可用于纤维柔软剂和防皱剂的制备,能够改善纺织品的柔软度和抗皱性能。

此外,有机硅改性丙烯酸酯乳液还可以应用于油墨、涂料、胶粘剂和化妆品等领域,具有优异的增稠、分散和抗沉降性能。

总之,有机硅改性丙烯酸酯乳液是一种具有广泛应用前景的新型功能材料。

它通过将有机硅改性剂引入传统丙烯酸酯乳液中,
实现了对乳液性能的改善和功能的增强。

在建筑、纺织、油墨和化妆品等领域中,有机硅改性丙烯酸酯乳液都具有重要的应用价值。

我们相信,随着技术的不断进步和应用的不断拓展,有机硅改性丙烯酸酯乳液将在更多领域中展现出其独特的优势和潜力。

硅丙乳液_水泥基复合防水粘接涂层的研制

硅丙乳液_水泥基复合防水粘接涂层的研制

硅丙乳液/水泥基复合防水粘接涂层的研制姜青松1,罗俊1,胡孝勇2(1.江门亿源生化工程有限公司,广东江门529000;2.广西工学院生物与化学工程系,广西柳州545006)摘要:以丙烯酸丁酯(BA )、甲基丙烯酸甲酯(MMA )、丙烯酸(AA )、有机硅氧烷(A-174)和阴/非离子型乳化剂等为主要原料,制备硅丙乳液;然后以此为基体、以普通硅酸盐水泥和填料等为固体料,制备出一种耐水性、耐碱性、耐热性和柔弹性等俱佳的聚合物/水泥基复合防水粘接涂层。

通过单因素试验法优选出制备该粘接涂层的较佳工艺条件。

结果表明:当阴/非离子型乳化剂的质量比为1∶1、w (A-174)=1.5%、w (AA )=2%、硅丙乳液聚合物的T g (玻璃化转变温度)为-35℃和固液比为0.8时,制成的硅丙乳液/水泥基复合防水粘接涂层能够满足GB/T 23445—2009(Ⅰ型)标准中的指标要求。

关键词:聚合物;水泥;防水;粘接涂层;硅丙乳液;耐水性中图分类号:TQ635.55文献标志码:A文章编号:1004-2849(2011)05-0039-05收稿日期:2011-02-22;修回日期:2011-03-22。

作者简介:姜青松(1984—),湖南衡阳人,学士,工程师,主要从事水性胶粘剂和涂料等方面的研究。

E-mail :qingsong840308@0前言水泥基JS 防水粘接涂层(或称聚合物/水泥基复合防水粘接涂层)是由水性聚合物乳液和水泥基无机凝胶材料组成的。

其既具有有机聚合物成膜性好、弹性高和粘接力强等优点,又具有无机凝胶材料刚性大、耐老化性优等特点,故已在地下室、厕浴间、隧道和饮水池等场合得到广泛应用[1]。

聚合物/水泥基复合防水粘接涂层常用乳液的优缺点[2]:①VAE 乳液和醋丙乳液,耐酸碱性相对较差;②丁苯乳液和苯丙乳液,耐候性欠佳;③氯丁乳液,价格昂贵;④丙烯酸酯乳液,具有弹性好、耐酸碱性优和耐候性佳等特点,并且其内含一定数量的羧基,能与水泥中Ca (OH )2键合成互穿网络结构,致使水泥基JS 防水粘接涂层的综合性能得到有效改善[3-6];⑤经有机硅氧烷改性后的丙烯酸酯乳液,既具有丙烯酸酯乳液固有的优点,又因内含空间位阻较大的憎水基团-Si (OCH 3)而具有优异的耐水性、耐酸碱性和耐候性等特点。

硅丙乳液的合成及性能研究

硅丙乳液的合成及性能研究

硅丙乳液的合成及性能研究
1引言
近些年来,随着科技的飞速发展,硅丙乳液作为一种重要的组分和应用物质,已经广泛应用于电子、航宇、能源、日化等领域,以及节能和环保制造新材料的研究领域,为节能和环保提供了新的思路。

本文将从硅丙乳液的合成及性能研究两个方面,研究硅丙乳液的应用技术发展趋势。

2硅丙乳液的合成
硅丙乳液的合成是指将某种特定的有机硅分子与普通的乙醇置入反应釜中反应而成的能源和材料,并利用添加剂中的双水合物进行双水合过程。

由于硅丙乳液合成过程中没有重要的离子,因此可以添加清洁剂或抑制剂,以提高反应速度和增加反应产物的稳定性,实现环保和低成本的合成方式。

3硅丙乳液的性能研究
硅丙乳液性能的研究是硅丙乳液应用研究的关键,研究目的是更好的了解硅丙乳液的物理化学性质,充分利用硅丙乳液性能优势,提高应用效果。

硅丙乳液具有优异的抗腐蚀性,具有良好的溶剂性,能有效抑制硅芯材料对溶剂的吸收,能够改良材料杨材料附着力,提高耐磨性和抗拉强度,缩短涂层表面干燥时间,显著提高涂层的环境耐受性。

4结论
硅丙乳液的技术成熟度越来越高,应用越来越广泛。

在未来,硅丙乳液将发挥更大的作用,更好的发挥其优势,扩大其应用领域。

加强对硅丙乳液的发展,发展更多应用,为新能源和新材料的发展提供支撑,是未来硅丙乳液发展趋势。

硅丙乳液的合成方法及性能研究

硅丙乳液的合成方法及性能研究

硅丙乳液的合成方法及性能研究孙道兴青岛化工学院应化系266042仇汝臣马新启青岛化工学院化工与制药学院266042摘要介绍有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法分析了乳化剂软硬单体配比功能性单体温度等因素对聚合反应转化率及乳液性能的影响关键词硅丙改性乳液功能性单体乳化剂近年来随着房地产业的兴旺建筑涂料的应用越来越多外墙涂料不仅对建筑物起着美化作用更重要的是对建筑物给以保护使基材免受外界大气紫外线雨水及化学物质的侵害处长使用寿命乳胶涂料以质轻安全色彩丰富典雅施工效益高易于翻新维护以及VOC排放低符合环保要求等特点成为建材中的新宠经过多年努力丙烯酸酯类乳胶涂料的生产技术已很成熟在中低建筑上得到广泛应用使用期基本上可满足5年--10年要求而大型化高层化建筑要求涂料的使用期至少在15年以上现有的丙烯酸涂料存在高温易返粘低温易脆裂的缺陷而难以满足要求目前这类建筑物主要采用贴面砖或幕墙玻璃装饰贴面砖或幕墙玻璃因粘接剂老化带来的高空坠落伤人隐患及城市光污染等危害被有关部门明令禁止在某些范围内使用于是高耐候高耐沾污性高保色性和低污染的高性能建筑乳胶涂料引起人们的极大关注有机硅树脂中的Si-O键能(451KJ/mol)远远大于C-C键能(356KJ/mol)和C-O键能(336KJ/mol)结合得十分牢固稳定这使得它的耐热性耐候性抗氧能力增强另外聚硅氧烷分子呈螺旋结构甲基向外排列并绕Si-O链旋转分子体积大内聚能密度低从而使有机硅氧烷有很强的憎水性和防尘性丙烯酸树脂的硅烷改性有物理混拼法和化学共聚法改性后的树脂不但具有有机硅树脂的高耐候耐污染性同时具有丙烯酸酯类聚合物的柔韧性而且能明显地降低成本有机硅乳液和丙烯酸乳液混拼物理改性作为成膜物时容易产生两相分离储存期短而且有机硅聚合物活性基团已大部分聚合与丙烯酸聚合物及基材间没有化学键结合其耐候性和附着力大打折扣而化学共聚法是将带有不饱和键的有机硅氧烷单体和丙烯酸酯类单体共聚在聚合物主链上引入硅氧烷硅丙树脂在干燥成膜时硅氧烷水解缩聚可在聚合物分子之间以及聚合物与基材之间形成牢固交联的立体网络-- Si-O-Si--结构使漆膜具有很强的耐水性和附着力虽然硅烷改性的硅丙成膜物具有很大的优点但由于有机硅的低表面能和硅氧烷的长链大分子结构难以被乳化剂乳化而进入胶束硅氧烷分子和丙烯酸单体的共聚受到很大限制这是硅丙乳液合成的难点所在本实验通过确定乳化剂软硬单体的配比功能性单体的用量温度等参数采用特殊工艺和助剂制得性能优异的硅丙涂料1实验部分1 1 原材料及硅丙乳液配方甲基丙烯酸甲酯MMA丙烯酸丁酯BA丙烯酸AA丙烯酸羟乙酯HEA 均为北京东方化工厂生产工业品苯乙烯St齐鲁石化公司生产的工业品羟基硅油二甲基硅油山东莱州金泰化工厂生产十二烷基苯磺酸钠SDS过二硫酸铵化学纯试剂乙烯基功能性单体171美国威克公司生产表1 硅丙乳液的配方原材料质量分数/%MMA 20--40St 0--20AA 1--3HEA 2--5有机硅油 8--12功能性硅单体 2OP-10/SDS 4+2过硫酸铵 0.6NaHCO3 0.2丙二醇 1.512反应机理丙烯酸单体极性较大而硅油极性小表面能低二者难以形成均相共聚物这是硅丙乳液合成的难点少量乙烯基功能性单体171加入一方面使其分子内的乙烯双键和丙烯酸单体共聚形成嵌段化合物另一方面其分子内的硅氧烷结构可以和低表能的硅油共聚形成接枝链段起着桥梁作用增加二者的相容性1 3 合成工艺及技术性能在装有冷凝器电动搅拌器温度计的四口烧瓶中加入计量的乳化剂去离子水pH 值稳定剂部分单体和引发剂等高速搅拌30min以上充分乳化然后水浴加热升温至合适温度等反应器内的物质变蓝形成种子乳液后开始滴加剩余单体和引发剂3h--4h滴完保温2h--3h检测单体量合格后降温出料表2 硅丙乳液的技术性能项目检测结果外观乳白色粒径/m 约0.13固含量/% 45粘度涂-4杯/s 13--14MFT/18--21玻璃化温度/19.8游离单体含量<0.1耐水性/d >60钙离子稳定性通过稀释稳定性通过冻融稳定性通过2结果与讨论2 1 影响乳性能的因素22 1 乳化剂种类及用量的影响在乳液聚合体系中虽然乳化剂不参与聚合反应但它是聚合体系中最重要的组分之一影响乳液聚合过程和保存过程中的稳定性乳化剂分子两端分别含有亲油基团和亲水基团分散时形成胶束为单体提高聚合场所直接影响到聚合反应的速率产率及乳液性能甩化剂种类的确定以能够有效地乳化所选用的单体为原则本实验选用的硅单体为活性硅油其亲水亲油平衡值HLB约为8--10表3为各种乳化剂及用量对乳液稳定性的影响表3 乳化剂种类及用量对乳液稳定性的影响*MS为进品分装的大分子中性高效表面活性剂离心稳定性试验3000r/min30min从表3可以看出选用OP-10/SDS离子型和非离子型复合乳化剂时硅丙乳液稳定性好无疑胶产生这是因为两种乳化剂分子间又楔入非离子型乳化剂分子这样就降低了同一乳乳胶粒上离子之间的静电斥力增强乳胶粒吸附的牢度另外采用复合乳化剂时会使乳胶粒的直径比单独使用阴离子乳化剂时的乳胶粒直径大得多乳胶粒表面的电荷密度大大降低带电粒子自由基更容易进入乳胶粒中提高引发效率所以选用乳化剂OP-10SDS=21乳化剂总量为单体总量的6%当乳化剂的浓度较低时仅部分乳胶粒表面被乳化剂分子覆盖此条件下乳胶粒易产生絮凝由小胶粒生成大胶粒严重时产生凝胶造成挂胶和抱轴降低产量若乳化剂用量过多聚合度增加乳胶发粘流动性变差乳化剂总量为单体总量的6%为好21 2 反应温度的影响固定其它聚合条件改变反应温度研究温度对乳液性能的影响结果见表4表4 反应温度对乳液性能的影响注单体滴加时间为3h保温时间2h由表4可看出当温度高于90和低于70时聚合反应效果均不理想引发剂在较低温度下分解慢形成的海参性自由基少反应速率慢转化率低反应温度过高时反应速率过快体系不稳定易产生凝胶和粘釜现象这主要是因为高温下乳化剂的特性发生了变化乳化效果变差综合考虑试验分两阶段采用不同温度聚合前期滴加单体阶段保持温度75--85使反应体系稳定滴加完单体后再升温到85--90进行保温加快反应速率缩短聚合完全的时间21 3 软硬单体比例的确定为了满足外墙涂料对乳液的要求在单体总量不变的情况下通过改变软硬单体的比例获得最满意的漆膜MMA ST等为硬单体BA EA为软单体软硬单体的比例对乳胶膜的影响见表5表5 软硬单体的比例对乳胶膜的影响注乳液体系为纯丙乳液乳胶膜40下固化48h对乳胶膜的机械稳定性均为稳定经实验证明软硬单体的比例在1.25--1.01范围乳胶膜的性能较好21 4 有机硅单体的用量对聚合反应和乳液性能的影响按照上述有机硅的特点硅丙乳液中硅单体的含量越多乳胶膜的性能应越好但由于有机硅单体的体积大表面能低难于乳化进入胶束和丙烯酸单体难以形成共聚均匀的乳液因此提高共聚乳液中硅单体的含量是合成的关键本实验以二甲基硅油和羟基硅油和丙烯酸单体共聚以羟基硅油讨论硅单体含量对乳液性能的影响表6 有机硅单元体含量对乳液性能的影响从表6可看出当有机硅单体含量低于12%时得到稳定呈微蓝光的乳液乳胶膜的耐水性增强但其用量超过15%得到的乳液不稳定乳液粘附玻璃板困难乳胶膜不透明分相严重为学性能下降所以有机硅单体的用量在5%--12%之间为好21 5 有机硅功能单体用量对乳液性能的影响墙壁等无机底材的极性较强极易吸收水分形成水膜使涂料内的有机硅油等疏水结构难以在其表面铺展因而附着力大为降低为提高硅丙乳液在墙壁等无机底材上的附着力我们在共聚单体中加入一端具有不饱和双键另一端含有活性硅氧烷结构能水解形成硅醇的功能性单体此类单体的不饱和双键可参与乳液的共聚而另一端的硅氧烷结构水解形成的硅醇极易和底材表面的羟基形成氢键或Si-O共价键这样涂料与基材间就形成了相互渗透的网络结构增强了内聚力和耐侵蚀稳定性表7 有机硅功能性单体171对乳液性能的影响从表7可看出有机硅功能性单体171参与共聚可大大提高乳液的硬度附着力和耐水性但加入量超过2%易水解产生凝胶使乳胶膜韧性降低成本增加综合考虑该功能性单体的用量就在2%左右21 6 单体转化率与反应时间的关系为探讨单体与反应时间的关系在确定某一合适配方和反应温度后利用重量法公式测单体转化率转化率%=W2/W1W0/WW--反应前所有物质的质量W0--反应前单体的质量W1--所取乳液部分的质量W2--所取乳液固体分的质量单体转化率与反应时间的关系见图1按照乳液聚合反应机理聚合反应分为四个阶段分散阶段乳胶粒生成阶段乳胶粒生长阶段和聚合反应完成阶段从图1可看出可确定聚合反应时间为5h--6h2 2 影响乳液体系稳定的因素乳液中的酸性或碱性过强或反应温度过高会破坏乳液体系的稳定性产生凝胶因此应严格控制乳液的pH值和温度一是加入适量的NaHCO3控制乳液的pH值二是加入水解抑制剂试验证明乳液中加入少量的丙二醇丙二醇甲醚等可有效抑制乳液产生凝胶使反应在较宽的pH值范围和较高的温度下进行3结论用种子法进行硅丙乳液聚合时选取复合乳化剂的用量为单体总量的6%反应温度在75--85范围丙烯酸软硬单体的比例约为1.2--1.11用12%的有机硅单体与丙烯酸单体共聚并用2%左右的功能性单体作为交联剂可得到高耐候强附着力耐水性优良的硅丙乳液。

硅丙外墙涂料

硅丙外墙涂料

硅丙外墙涂料1原位纳米复合硅丙乳液的制备方法本发明的原位纳米复合硅丙乳液的制备方法是以纳米级纯丙乳液为芯;以有机硅单体和(甲基)丙烯酸单体混合物为壳,在水介质中进行自由基乳液共聚合形成芯/壳结构;而且在进行所述的乳液聚合中或者聚合后加入一种含有羟基或氨基或环氧基或醛基的功能性纳米乳液,和有机锡催化剂或偶联剂,使其粒子同芯/壳硅丙乳胶粒的壳层发生粘合、包埋、静电吸附、化学键合等作用,将功能性纳米乳胶粒固定并覆盖于芯/壳硅丙乳胶粒的表面,实现原位复合。

该制备方法制得的原位纳米复合硅丙乳液,可用于涂料生产中,制得具有优异的防水性、耐水性、耐候性、光泽保持性、防粘污性,而且有优异的成膜性和低VOC含量,有防霉杀菌等纳米效应的涂料。

2自交联硅丙乳液及其制造方法本发明涉及自交联硅丙乳液及其制造方法,自交联硅丙乳液是由含不饱3 涂料用硅丙树脂及其生产方法一种涂料用硅丙树脂及其生产方法,硅丙树脂是由以八乙烯基环四硅氧烷与八烷基环四硅氧烷经催化聚合反应生成的线型有机硅中间物与丙烯酸酯单体共聚而成。

硅丙树脂产物结构规整,透明度高,稳定性好。

硅丙树脂的生产工艺方法简便,能源节约,成本低。

用该硅丙树脂配制的涂料可在常温或低温条件下成膜,具有优异的抗沾污性,耐老化性及抗紫外线照射性,涂膜坚硬,附着力好。

4 水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料本发明水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料涉及一种涂装材料,主要应5 有机硅丙烯酸乳液本发明涉及有机硅丙烯酸乳液,主要解决以往乳液制成的涂料耐水性、6有机化蒙脱土改性硅丙外墙涂料本发明有机化蒙脱土改性硅丙外墙涂料,是将有机化蒙脱土插层剥离成7抗静电硅丙外墙涂料及其制备方法本发明抗静电硅丙外墙涂料,将偶联处理过的,具有四针三维结构的氧化锌晶须均匀分散到用溶液聚合法制成的硅丙涂料中,从而使本发明的涂料具有非常优良的综合性能,极强的自洁功能,极高的耐沾污性,高耐候性,优良的耐洗刷性,持久稳定的抗静电能力,不仅在高层建筑的外墙装饰与保护方面,而且在一些需要抗静电的建筑物诸如生产易燃易爆产品的化工厂,危险品仓库等方面,有着广阔的应用前景。

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硅-丙乳液的合成及应用摘要随着社会的不断发展,建筑行业对乳液的性能要求不断提高,合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。

丙烯酸乳液原料来源丰富、成膜性好、粘结性强、强度高,用有机硅改性的丙烯酸乳液,不仅可以解决丙烯酸乳液成膜时热粘冷脆的不足,并且形成的Si-0-Si为大分子的主链,具有无机化合物和有机聚合物优良性能,如耐候性、疏水性、透气性、抗沾污性和耐磨性等。

通过有机硅改性丙烯酸乳液,可得到兼有有机硅和丙烯酸的高性能乳液,硅-丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污性和耐擦洗性等性能。

本文综述了乳液合成的进展、特点、机理,并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。

关键词:改性;硅-丙乳液;合成;应用The Synthesis and Application of Silicone - Acrylic EmulsionAbstractWith the development of society, the requirement of emulsion properties was boosting, it has been the focus to compound high-performance exterior emulsion. Acrylic emulsion possesses advantages of much material, good film-forming, strong bonding and high strength. Acrylic emulsion modified by organic silicone can not only solve the shortages of thermo-viscoelasticity and cold brittleness, but also form the Si-O-Si as macromolecular main chain, which has the excellent properties of inorganic compounds and organic polymer, such as weather resistance, hydrophobic, permeability, contamination resistance and wearability. Acrylic emulsion modified by organic silicone has high performance both silicone and acrylic emulsion. Silicone-acrylic emulsion paint has excellent property of weatherability, water resistance, alkali resistance, stain resistance and scrub resistance etc. The mechanism, advantage and study progress of preparing emulsions were reviewed and synthesis method and application of silicone - acrylic emulsion were expounded.Key words: modification; Silicone - acrylic emulsion; Synthesis; application目录摘要 (I)Abstract (II)第一章乳液聚合 (1)1.1乳液聚合发展概述 (1)1.2乳液聚合技术的研究进展 (1)1.3乳液聚合特点 (1)1.4乳液聚合机理 (2)1.4.1 成核机理 (2)第二章有机硅改性丙烯酸 (3)2.1国内外研究现状 (3)2.2有机硅改性丙烯酸乳液的方法 (3)2.2.1 物理改性 (3)2.2.2 化学改性法 (4)第三章原料选择 (7)3.1常用丙稀酸酯单体的分类和性能 (7)3.2有机硅单体的选择 (8)第四章硅丙乳液的应用 (8)4.1涂料与油墨 (8)4.2胶黏剂 (9)4.3复合材料 (9)4.4皮革与纺织 (10)4.5医学材料 (10)第五章硅丙乳液前景展望 (11)参考文献 (12)第一章乳液聚合1.1 乳液聚合发展概述20世纪早期,乳液聚合技术开始有所应用,在20年代末期,已经有了乳液聚合的专利出现,乳液聚合的方法应用于生产是在30年代初。

此后乳液聚合理论开始逐渐的发展起来。

1945年,Harkins就定性的阐明了乳液聚合中难溶甚至微溶于水的单体的反应机理,提出了乳液聚合反应不是在单体液滴中进行的,而是在稳定化了的聚合物粒子中进行的[1]。

Smith和Eward在1946-1947年期间,应用Harkins的理论,建立了乳液聚合反应定量的理论,确定了乳胶粒子数目与引发剂含量和乳化剂含量之间的定量关系,提出了乳液聚合反应的三个阶段,形成了经典的“Smith-Ewart”理论[2-3]。

此后,在乳液聚合方面的研究者对“Smith-Ewart”理论进一步的进行了研究和完善,发展到今天,乳液聚合技术、理论及应用已经发展的十分成熟,并成为生产共聚物乳液和树酯橡胶的重要方法。

1.2 乳液聚合技术的研究进展随着乳液聚合理论的不断发展,乳液聚合技术也得到了迅速的发展,出现了许多乳液聚合的新方法。

如种子乳液聚合、微乳液聚合、核壳乳液聚合、反相乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合、无皂乳液聚合、超浓乳液聚合、福射乳液聚合等。

这些新的乳液聚合技术的产生,大大丰富了乳液聚合技术的内容,也为乳液聚合技术的理论研究提出了新的课题。

1.3 乳液聚合特点乳液聚合是通过引发剂引发,在乳化剂的稳定作用下,在水或其它液体作介质中,在乳胶粒子进行自由基加成来得到高分子聚合物的一种方法[4]。

乳液聚合与自由基聚合的其他三种聚合手段相比,乳液聚合具有以下优点:(1)温度易控制,散热容易。

传统的自由基共聚时,散热较差,容易造成局部的过热,使聚合物相对分子质量分布瞬间变大,导致高分子聚合物长链过度交联,从而形成凝胶,甚至会导致爆聚,因此散热问题是安全生产和产品质量的关键问题。

乳液聚合反应是发生在水相等介质中的乳胶粒内,虽然乳胶粒子的粘度很高,但是整个体系的粘度接近水的粘度,因此散热就很容易,不容易出现爆聚现象,聚合反应平稳安全。

(2)聚合速率快,形成的分子量高。

乳液聚合的场所是彼此孤立的乳胶粒,这可以大大降低了自由基链在相互扩展中而导致的链终止反应的发生,同时提高了分子量。

由于引发剂在连续相水相介质中引发时,较其它聚合过程相比初级自由基浓度一般较大,这样聚合体系中存在数量巨大旳乳胶粒,其中含有较多的自由基,因此乳液聚合过程的反应速率较高。

(3)生产环保。

大多数乳液聚合过程都以水为介质,这样可以避免使用溶剂而导致的VOC排放对坏境的污染问题,以及溶剂回收再利用的麻烦,同时乳液粘度低,便于管道输运和连续性生产。

(4)产品应用范围较广。

乳液聚合可以用在如水乳胶、粘接剂、皮革的处理剂、纸张、织物等领域。

乳液聚合也有若干缺点:①需要得到固体产品时,胶乳需要经过一系列工序,如凝聚、洗潘、脱水干燥等;②产品中残留的乳化剂很难去除干净,降低了其电性能,乳化剂的存在,也减少了反应器的有效反应容积量,设备的利用率降低。

1.4 乳液聚合机理1.4.1 成核机理成核是指聚合物形成乳胶粒的过程。

成核过程一般有三种途径[5]①胶束成核:引发剂分解产生的初级自由基,在水介质中,与单体发生自由基反应,增长为短链自由基,被增溶胶束捕获后,在胶粒中与初级自由基引发单体聚合成核,一般只有0.01%-0.1%的增溶胶束经过捕获自由基而长大,最终成为乳胶粒,其它未成核的胶束扩散消失。

②均相成核:短链自由基链增长到一定阶段后,就能从水相介质中沉析出来,通过自由基聚合反应,彼此相互聚集成核。

以此为核心,单体连续不断扩散入核内,聚合成乳胶粒子。

③液滴成核:单体在液滴内发生聚合反应的成核方式。

聚合反应究竟偏向哪个成核过程,这取决于乳化剂浓度,以及单体和引发剂的水溶性。

单体的水溶性及乳化剂的浓度高(分散效果好)则有利于胶束成核,反之有利于均相成核。

液滴成核通常存在两种情况:一是液滴小且多,增溶胶束与表面积相差较小,吸附水相中的自由基,通过引发聚合成核;二是将油溶性引发剂溶于单体液滴中,在液滴中引发聚合,这种聚合类似液滴内的本体聚合。

第二章有机硅改性丙烯酸2.1 国内外研究现状在国外,硅-丙树脂研究早已成为热点。

Itoh Kunio[6]等人通过种子乳液聚合的方法,经过性能测试,合成了研制了各种各样的硅-丙抗冲击树脂,抗冲击性能明显增强。

Yamamot[7]等人通过种子聚合方法制备了硅-丙接枝乳液,通过一系列抗冲击实验,结果表明其可作为抗冲击材料。

LileS[8]等人合成了具有网络结构的硅-丙乳胶,具有很好的耐水性和耐候性,可用做密封剂、涂料、粘合剂等。

九十年代开始,国内在有机硅改性丙烯酸乳液聚合方面的研究较多。

孔祥正[9]等人对以种子乳液聚合的方法合成硅-丙乳液的聚合机理成膜的形态做了详细的研究。

黄光速[10]等以丙烯酸乙酯、硅氧烷为原料合成了硅-丙胶乳,并对反应机理,反应动力学,及其影响因素做了研究。

范青华[11]等人合成了核/壳结构的硅-丙乳液,并考察了单体的加入方式及配比、乳化剂对乳液粒子的影响。

游波[12]等人合成了高性能的硅-丙乳液,涂膜的耐水性、耐溶剂性、强度有所提高,性能优越。

浙江大学、同上海石化院合作[13],通过接枝改性将有机聚硅氧烷对聚丙烯酸酯交联在一起,制备了硅-丙乳液,作其耐水性、耐粘污性、抗紫外老化性能优异。

2.2 有机硅改性丙烯酸乳液的方法有机硅改性丙烯酸乳液的方法包括物理改性和化学改性。

2.2.1 物理改性物理改性在稳定剂的存在下,通过机械揽拌,将一定的比例的有机硅乳液和丙烯酸乳液混合,得到相对稳定的乳液。

这个过程中两种乳液之间并没发生化学反应,又称冷拼共混法。

熊明娜[14]等通过球磨法、高速剪切法和原位乳液聚合法等一系列方法制备出硅-丙复合乳液,同时共混法制得的纳米聚合物的拉伸强度、玻璃化转变温度、断裂伸长率等会随纳米SiO2含量的增加先上升然后逐渐下降,出现最高点。

罗春晖等[15]在共溶剂的存在下,用硅烷偶联剂对碱性硅溶胶进行改性处理,然后将其与聚丙烯酸乳液进行共混,制备出杂化涂膜,成膜过程中,通过调控体系的pH值,SiO2溶胶可在助溶剂的作用下,发生自身的溶胶-凝胶反应,在涂膜表面富集玻璃化状的Si-O-Si网状结构,提高了耐化学介质性能、涂膜光泽、耐沾污性等。

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