有機(jī)硅改性苯丙乳液制備及其作為涂料印花粘合劑應(yīng)用

1、有機(jī)硅改性苯丙乳液地制備及其作為涂料印花粘合劑地應(yīng)用（一 苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯類單體地共聚乳液聚苯乙烯吸水性低，價(jià)格便宜，但受紫外線照射易黃變質(zhì)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地乳液品種，它地性能優(yōu)良，具有很好地顏料親和力、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地用途但由于苯丙乳液地耐水性、耐氧化、耐氣候老化、耐水性、抗張強(qiáng)度等方面仍存在一定地缺陷.聚有機(jī)硅氧烷（簡稱有機(jī)硅 主鏈為Si-0-Si鍵為無機(jī)結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈為-CH3等有機(jī)基團(tuán)，是一類典型地半無機(jī)半有機(jī)高分子.由于有機(jī)硅中Si-O鍵

2、能高、內(nèi)旋轉(zhuǎn)能壘低、分子摩爾體積大、表面能小等特性，因而其具有優(yōu)異地耐高低溫性、疏水性、電絕緣性等 候、 耐 水 等 性 能.用有機(jī)硅氧烷對(duì)苯丙乳液進(jìn)行改性，可以綜合二者地優(yōu)點(diǎn)在 理 論 和 應(yīng) 用 上 都 有，改善丙烯酸酯 熱粘冷脆”、耐重 要 地 意 義1 有 機(jī) 硅 改 性 丙 烯 酸 酯 聚 合 物 地 方 法 有機(jī)硅改性丙烯酸酯聚合物地方法主要有兩種，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(xué)改性法.化學(xué)改性法是基于有機(jī)硅與聚丙烯酸酯之間地化學(xué)反應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)是將有機(jī)硅分子以化學(xué)鍵地形式接合到丙烯酸酯大分子上，從結(jié)構(gòu)、組成上完成對(duì)丙烯酸酯地改性，達(dá)到分子級(jí)地效果.化學(xué)改性法

3、根據(jù)不同地化學(xué)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地協(xié)同效應(yīng)或互補(bǔ)效應(yīng)M改善丙烯酸酯性能地有效方法之一，按照共混地形式，該方法可以分為本體共混和乳液共混.一般來說，采用此方法得到地共混乳液穩(wěn)定性不好 酸酯聚合物地相容性差所造成地 一 種 方 法 是 加11 . 2，容易發(fā)生相分離 .可以采用兩種方法來改善共混乳液地混溶性 入 交 聯(lián) 劑 以 降2化1，這是由于聚硅氧烷地表面自由能低及聚硅氧烷與丙烯 ，一種方法是加入增溶劑以降低兩相間地界面張力；另 硅子 遷性合硅丙縮（聚 合反應(yīng)是有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯地工藝是首先制備出帶羥基、氨基、烷氧基或環(huán)氧基地有機(jī)

4、硅樹脂，通過縮合或縮聚反應(yīng)使其與丙烯酸酯鏈上地活性官能團(tuán)反應(yīng)，從而將聚硅氧烷鍵合到丙烯酸樹脂上.反應(yīng)方程式為:OR +兒門 一CH *-ROH1.2.2硅丙加采用含雙鍵地有機(jī)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 在聚合物側(cè)鏈引入硅氧烷，其反應(yīng)方程式如下：成法與丙烯酸酯其聚經(jīng)有機(jī)硅接枝改性地丙烯酸乳液，其低溫交聯(lián)性更佳，同時(shí)在成膜固化后其力學(xué)性能和耐水性都有不同程度地增強(qiáng).本研究結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，研制了一種易于合成并且使用性能良好地有機(jī)硅改性苯丙共聚地自交聯(lián)型印花粘合劑2實(shí)驗(yàn)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（

5、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(xué)純、丙烯酰胺（AM,化學(xué)純、N-羥甲基丙烯酰胺（化學(xué)純 ;十二烷基苯磺酸鈉（SDS,化學(xué)純 ;異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚 （1370 和過硫酸銨 （APS, 分析純 ； 氨水（分析純，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 25%傅立葉紅外光譜儀，AVATAR360,美國 NICOLET 公司；精密增力電動(dòng)攪拌器,JJ-1 型2.2 有 機(jī) 硅 改 性 苯 丙 共 聚 乳 液 地 合 成 方 法 及 原 理本研究采剛預(yù)乳化法合成硅丙苯共聚乳液，首先將三分之二地乳化劑（1370和SDS投入去離子水，攪拌使其溶解；然后加入BA、St、AA等

6、混合單體，最后加入有機(jī)硅改性劑A-151,強(qiáng)力攪拌1h,制成預(yù)乳液；另將引發(fā)劑APS溶入適量水中配制成溶液在裝有回流冷凝器、電動(dòng)攪拌器、恒壓液滴漏斗和溫度計(jì)地500ml四口燒瓶中，加入去離子水和剩余乳化劑，攪拌溶解，并加入適量地預(yù)乳液作為種子乳液，再加入部分引發(fā)劑，然后開始升溫，當(dāng)溫度升至 7580C液體變藍(lán)，引發(fā)反應(yīng)1015min,開始滴加剩余預(yù)乳液利引發(fā)劑，在1 -1 5h滴加完畢，然后恒溫反應(yīng)12h；降溫至40C以下，用氨水調(diào)節(jié)pH值至7&過濾保存其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:有機(jī)硅改性苯丙乳液地制備及其作為涂料印花粘合劑地應(yīng)用（二23 有 機(jī) 硅 改 性 苯 丙 共 聚 乳 液 地 結(jié) 構(gòu) 分

7、 析苯丙共聚乳液是以便單體苯乙烯和軟單體丙烯酸丁酯為主要反應(yīng)原料，其中軟單體丙烯酸丁酯能賦予涂膜良好地柔韌性、延展性、附著力和繞去性，能較好地改善苯乙烯涂膜地硬、脆等物性甲基丙烯酸甲酯是硬單體，使聚合物具有較好地耐候性、抗水解性和抗吸水性交聯(lián)劑丙烯酸、N-羥甲基丙烯酸甲酯地能改善聚合物地成膜性，并能提高聚合物地附著力有機(jī)硅改性劑乙烯基三乙氧基硅烷地引入，不僅能夠改善苯丙聚合物地成膜性能，提高苯丙聚合物地附著力，還能提升其低溫交聯(lián)性能同時(shí)由于Si-O-C柔性段地引入苯丙 聚合 物 涂 膜 地 柔 韌 性 和 延展 性 能 等 都 能得 到 顯 著 改 善 圖1是經(jīng)乙烯基二乙氧基硅烷改性地苯丙聚合

8、物地紅外波譜圖，在1628cm-1,1466cm-1處可以看到苯環(huán)地骨架振動(dòng)峰，在1680cm-1處為酰胺地C-0伸縮振動(dòng)峰由于在反應(yīng)體系中采用氨水來調(diào)節(jié)聚合物地PH值,在圖1中還明顯出現(xiàn)了伯胺地特征吸收峰3445cm-1 和3346cm-1在10001100cm-1可以看到地吸收峰加強(qiáng)是Si-O鍵與苯乙烯-丙烯酸酯聚合物地 c-O鍵相互疊加地結(jié)果，說明接枝聚合物地生成在圖1中沒有發(fā)現(xiàn)1600cm-1附近雙鍵地伸縮吸收峰，說明乙烯基三乙氧基硅烷中地雙鍵發(fā)生共聚已不復(fù)存在3涂料印花地紅夕卜光譜圖用實(shí)驗(yàn)方及工藝1涂料印花印花工藝如圖2所示,所用配方如表1所示.圖2表1涂料印花粘合劑配方者八、m 洽

9、料1O 匸粘書娜出誼10033.2.1摩擦牢度測試：按照 GB /T 3920-1997標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定按照GB251 1984標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)光源箱地 卡對(duì)臺(tái)匕冃匕水洗牢度地測定：將 50mmx80mm印花布試樣置于 60C、1%皂液中，皂液經(jīng)剪切速率 0. 橫紋方向搓洗100次，觀察花位變化程度 孔 但 有 云 影3.2針對(duì)不同涂料含量地涂料印花測試結(jié)果如表 測試結(jié)果都優(yōu)于傳統(tǒng)地聚丙烯酸酯印花粘合劑 更艷麗因而采用乙烯基三乙表2有機(jī)硅改性苯丙粘合劑地性能.1級(jí)表示有裂紋及脫落；2級(jí)表示有針孔及掉渣;5級(jí) 表 示 無.2測D65方光源下，使用評(píng)定沾色用地灰色 評(píng)行25m/s地u形攪拌棒攪拌，30min后取出沿 3級(jí)表示無針孔但有掉渣；針孑L試4以苯乙烯和丙烯酸丁酯為聚合主單體2 所示經(jīng)有機(jī)硅改性后地苯丙聚合物作為涂料印花粘合劑,其各項(xiàng)性能均符合 GBI8 401 2003 氧基硅烷改性苯丙聚合物作4級(jí)表示無針 及 云 影結(jié)果，其摩擦牢度測試和水洗牢度標(biāo)準(zhǔn),且經(jīng)其整理后地織物，其手感更加柔軟，色澤 為涂料印花粘合劑是十分可行地結(jié)，并在