有机硅改性环氧_丙烯酸酯乳液的合成与性能研究
有机硅改性丙烯酸酯乳液的研究
２ 有机硅 改性 丙烯酸酯乳液的类型和特点
用有 机硅改 性聚 丙烯酸 酯 ，有 共混 和共 聚 两种 改性 方 法 ［ 。 共混 法即将有 机聚 硅氧 烷和聚丙烯酸酯两种乳液以一定 的配比混 合均匀。这种 方法工艺简单 ，在实际生产 中已得到 应用 ；但 在共混 改性中 ，两种聚 合物分子链之 间无化学键 结 合 ，由于两者化学性质 相差很大 ，两相 间相互作用力小 ，容 易产 生相分离 。又 由于聚硅氧烷具有很低 的表面能 ，易 于向 表面迁移 ，致使它在乳液膜表面 明显 富集 ，因而破坏了丙烯 酸酯聚合物相在膜表面 的连 续性 ，因此 ，共混改性得到 的乳 液稳定性较差 ，改性 乳液膜 的机械强度也低 。 共聚 改性则是将有机硅单体和丙烯 酸酯单体进行乳液共 聚合 。在共聚 改性乳液膜 中 ，聚 硅氧 烷分子链的侧链上接枝 有丙烯酸酯聚合物 的分子链 ，形 成了互穿网络结构 ，在很大
能， 如很低 的玻璃化转变温度 、很高 的耐热性 、优良的耐候
性和憎水性等 。但这两种聚合物 各自存在一定的缺点 ，如聚 丙烯酸酯乳液 的耐低温 『 生、耐沾污性 、防水性不够理想 ；而 有机硅聚合物 的机械强度 、耐化 学药品性 能较差等等 。用有 机硅对聚丙烯酸酯乳液进行 改性 ，可制备兼具二 者优异性能
［ 收稿 日 ］２０ ０ —１ 期 ０７ ４ ０
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含有 引发剂 的水 溶液 中进行反应 。这种方法 中单体加入速率
３ ５
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辽 宁 建 材
２０ ０ ７年第 ４期
很慢 ，浓度低 ，降低了有机硅单体 间的缩合反应速率 ，同时 引发剂 已全部加入体系中 ，增加了硅氧烷与丙烯酸酯单体的
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◎ 论
文
有机硅改性丙烯 酯乳液的研究 酸
有机硅_丙烯酸酯聚合物乳液合成及粒径分析
有机硅2丙烯酸酯聚合物乳液合成及粒径分析3张庆轩,杨普江,刘金河,杨国华(中国石油大学(华东)化学化工学院,山东青岛266555 )摘要:通过种子乳液半连续法合成了有机硅改性丙烯酸酯聚合物乳液,并对其粒子形态及分布进行分析。
结果表明:通过种子乳液半连续聚合工艺可制备出固含量42w t% ,乳化剂含量4w t% (基于单体量) 、窄分布纳米粒子的有机硅改性丙烯酸酯聚合物乳液。
随反应进行,粒径分布变窄,帄均粒径逐渐增大。
随乳化剂中S D S 与O P210的摩尔比减少,粒径增大。
关键词:有机硅改性丙烯酸酯聚合物;乳液;种子乳液半连续乳液聚合;粒径分布中图分类号: O63313 文献标识码: APrepa r a t i on an d pa r t i c l e s i ze ana ly s i s of organ o s i l i conm od if ied a cry l a te po l y m er I a texZHAN G Q i ng2x uan, Y AN G Pu2ji ang, L I U J i n2he, Y AN G Guo2hua( In s titu t e of Chem istr y & Chem ica l Enginee r ing, Ch i na U n i ve r sity of Pe t r o l eu m , Q ing dao, S han d ong 266555 , Ch i na)A b s tra c t: The o r g ano s ilicon mod i f ied ac r yla t e po l y m e r la t ex wa s syn t he s ized by the seeded sem icon t inu o u s em u l si o n po l y m e r iza t i o n and its p a rtic le size d istribu tion wa s ana lyzed1The re su lts showed tha t o rg ano silicon mod ified ac ryla te po ly m e r la tex w ith the s o l i d con ten t42w t% , em u lsifie r con ten t 4w t% ( ba sed on monom e r quan tity ), na rr ow d istribu tion nanom e t e r p a rtic le s ha s b een p rep a r ed1The p a r tic l e2size d i stribu t i o n grow s na r row, the ave r ag e size inc r ea se s gradua l ly w i th the reac t i o n1A long w ith S D S an d the O P210 mo l e ra t io in the em u l sifie r m ixtu r e reduc t ion, the p a r tic l e size inc r ea se s1Key word s: o r g ano s ilicon mod i f ied ac r yla t e po l y m e r; la t ex;size d i stribu t ionthe seeded sem icon t inu o u s em u l si o n po l y m e r iza t ion; p a r tic l e种子乳液半连续法聚合工艺对聚合物质量(聚合物组成、粒子分布等) 和反应温度有很大的操作弹性[ 1 ] ,同时, 该工艺制备的乳胶粒子较小, 因此是合成聚合物纳米乳液的合适方法。
交联型有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成及其性能
交联型有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成及其性能狄剑锋;刘裕文;纪凤龙【摘要】为开发出一种力学性能优良、耐水性较佳的聚氨酯,以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丁酸和甲基丙烯酸羟乙酯合成双键封端的水性聚氨酯,再与丙烯酸单体、乙烯基三异丙氧基硅烷(A173)、端乙烯基聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)进行乳液聚合,得到交联型有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯乳液.采用红外光谱、吸水率和力学性能测试等进行表征.结果表明:以A173或Vi-PDMS对PUA进行改性,胶膜断裂强度及吸水性能均得到明显改善;A173可显著提高断裂强度,但其断裂伸长率下降剧烈,耐水性能提高有限;Vi-PDMS可显著提高耐水性,但过量会降低其力学性能.以丙烯酸单体的质量为基准,当采用A173、 Vi-PDMS分别为2.5％、3％进行复合改性,胶膜断裂强度和断裂伸长率分别可达1.65 MPa、242％,吸水率降至8.32％.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】6页(P75-80)【关键词】水性聚氨酯;有机硅;丙烯酸酯;交联;耐水性【作者】狄剑锋;刘裕文;纪凤龙【作者单位】五邑大学纺织服装学院,广东江门529020;广东省高校功能性纺织品工程技术研究中心,广东江门529020;五邑大学纺织服装学院,广东江门529020;广东省高校功能性纺织品工程技术研究中心,广东江门529020;五邑大学纺织服装学院,广东江门529020;广东省高校功能性纺织品工程技术研究中心,广东江门529020【正文语种】中文【中图分类】TS190.2水性聚氨酯(WPU)材料具有清洁、环保、柔软、弹性好等优点，但是与溶剂型聚氨酯材料相比，其存在耐静水压低、手感发黏、耐候性差、强度低等问题[1-2]。
聚丙烯酸酯(PA)作为涂层基料的另一巨头，具有断裂强度高、耐老化、抗黄变、耐水性好等优点，但又存在耐有机溶剂性较差、耐热性差、软化点较低、耐磨性差等缺点[3]，因此，很多科研人员利用PU与PA在性能上的互补性和协同作用，通过化学共聚的方法合成了水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(WPUA)，WPUA具有优异的综合性能[4-6]。
有机硅改性丙烯酸酯树脂涂料的性能研究
建 筑 物 的 外 墙 需 要 装 饰 和保 护 ， 外 的 特 定 环 境 要 求 外 墙 建 筑 涂 料 具 有 良好 的装 饰 耐 久性 、 户 装 饰 效 果 与 耐 沾 污性 ． 年 来 ， 合 性 能 良好 的 丙 烯 酸 酯 涂 料 发 展很 快 ， 中 ， 剂 型 丙 烯 酸 酯 涂 料 多 近 综 其 溶 用 于 建 筑 物 外 墙 涂料 ． 了 更 好地 提 高 这 种 涂 料 的 耐 候 性 、 沾 污 性 等 性 能 ， 意 到 有 机 硅 树 脂 中 为 耐 注 Ｓ— ｏ 键 具 有 很 高 的离 解 能 ， 别 能 抗 热 分 解 和 抗 氧 化 ｌＪ使 之 在 室 外 长 期 曝 晒 下 无 失 光 、 化 、 ｉ 特 １， 粉 变
法 制 得 了有 机 硅 丙 烯 酸 酯 树 脂 ， 红 外 光 谱 法 和蒸 馏 法 对 接 枝 物 进 行 了表 征 ， 用 扫 描 电镜 观 察 了 用 并 复合 体 系 涂 膜 的形 态 结 构 ． 果 表 明 ， 过 接 枝 反 应 而 改 性 的 有 机 硅 丙 烯 酸 酯 涂 料 具 有 优 良 的 性 结 通
有 机 硅 改 性 丙 烯 酸 酯 树 脂 涂 料 的 性 能 研 究
陈振 耀
（ 海工程技术大学 化学化工学 院 ， 海 ２０６ 上 上 ０ ０ ５）
．
摘 要 ： 究 了有 机 硅 丙 烯 酸 酯 树 脂 的 合 成 及 表 征 ， 用 扫 描 电镜 观 察 了复 合 体 系涂 膜 的 研 并
色 等 现 象 ， 而 利 用 高 耐 候 性 、 热 性 、 光 性 、 颜 料 粉 化 性 的 有 机 硅 树 脂 来 改 性 丙 烯 酸 酯 树 因 耐 保 抗 脂 ＿Ｊ使 得 到 的 改性 树脂 兼 有 ２种 树 脂 的功 能 及 特 点 ． ２， 有关 有 机 硅 改 性 丙 烯 酸酯 树脂 的合 成 已做 了 不 少 的 研 究 工 作 ｌ－ ， 复 合 体 系涂 膜 的 形 态 结 构 与性 能 的关 系 尚 少 见 报 道 ． 文 应 用 接 枝 反 应 方 ３ ｊ但 ４ 本
紫外光固化有机硅改性环氧丙烯酸酯树脂的制备及性能
第１６期 收稿日期：２０２０－０６－０２作者简介：李 垒（１９９５—），湖南长沙人，硕士研究生，研究方向为环氧丙烯酸酯的合成和改性；通信作者：杨明君（１９７６—），博士后，教授，研究方向高分子材料理论及应用。
紫外光固化有机硅改性环氧丙烯酸酯树脂的制备及性能李 垒，杨明君（西南石油大学新能源与材料学院，四川成都 ６１０５００）摘要：通过双酚Ｆ环氧树脂（ＥＰ）和丙烯酸的开环反应合成双酚Ｆ环氧丙烯酸酯树脂（ＢＰＦＥＡ），然后以苯基三乙氧基硅烷（ＰＴＥＳ）为改性剂接枝改性双酚Ｆ环氧丙烯酸酯树脂，系统研究不同改性比例下有机硅改性环氧丙烯酸酯树脂（ＰＴＥＳ－ＢＰＦＥＡ）的力学强度、柔韧性、耐热性等性能的影响。
在１０％的改性比例下有机硅改性树脂的综合性能最好，树脂的断裂伸长率达到１７．２％、柔韧性为１ｍｍ、铅笔硬度为６Ｈ，且树脂的吸水率较低，树脂的耐热性和耐碱性都得到增强。
关键词：紫外光固化；有机硅；双酚Ｆ环氧树脂；环氧丙烯酸酯中图分类号：ＴＱ３２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１６－００４５－０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵＶ－ｃｕｒａｂｌｅＳｉｌｉｃｏｎｅ－ＭｏｄｉｆｉｅｄＥｐｏｘｙＡｃｒｙｌａｔｅＲｅｓｉｎＬｉＬｅｉ，ＹａｎｇＭｉｎｇｊｕｎ（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＮｅｗＥｎｅｒｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｉｓｐｈｅｎｏｌＦｅｐｏｘｙａｃｒｙｌａｔｅｒｅｓｉｎ（ＢＰＦＥＡ）ｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｉｎｇ－ｏｐｅｎｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｂｉｓｐｈｅｎｏｌＦｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ（ＥＰ）ａｎｄａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ．Ｕｓｉｎｇｐｈｅｎｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ（ＰＴＥＳ）ａｓａｍｏｄｉｆｉｅｒ，ｂｉｓｐｈｅｎｏｌＦｅｐｏｘｙａｃｒｙｌａｔｅｒｅｓｉｎｗａｓｇｒａｆｔｅｄ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄｒｅｓｉｎ（ＰＴＥＳ－ＢＰＦＥＡ）ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓ．Ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄｒｅｓｉｎｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔａｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆ１０％．Ｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋ，ｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｐｅｎｃｉｌｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｒｅｓｉｎｉｓ１７．２％，１ｍｍ，ａｎｄ６Ｈ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎｉｓｌｏｗｅｓｔ．Ｂｏｔｈｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄａｌｋａｌｉｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎａｒｅｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：：ＵＶｃｕｒｉｎｇ；ｓｉｌｉｃｏｎｅ；ｂｉｓｐｈｅｎｏｌＦｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ；ｅｐｏｘｙａｃｒｙｌａｔｅ 紫外光固化涂料相对于传统的热固化涂料，紫外光固化涂料结合紫外固化技术在快速固化成膜、提高综合性能、经济环保等方面有着独特的优势［１－２］。
有机硅改性丙烯酸乳液的研究
有机硅改性丙烯酸乳液的研究有机硅改性丙烯酸乳液是指以有机硅为改性剂对丙烯酸乳液进行改性处理，以提高丙烯酸乳液的稳定性、耐久性、耐磨性等性能。
本文将介绍有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法、性能及应用领域等方面的研究进展。
1.制备方法改性丙烯酸乳液的制备一般采用原位合成法和后加法两种方法。
原位合成法是指将丙烯酸、有机硅改性剂、界面活性剂等原料同时加入反应釜中，在适宜的温度、pH值和反应时间下，通过包括乳液聚合、非离子型乳化剂水解、有机硅在聚合体中交联等环节，制备出改性丙烯酸乳液。
后加法是指在制备好的丙烯酸乳液中加入有机硅改性剂，并经过一定的搅拌或超声等辅助方法，使有机硅改性剂充分分散在丙烯酸乳液中，完成改性过程。
2.性能分析有机硅改性丙烯酸乳液相较于传统的丙烯酸乳液，在稳定性、耐久性等方面均有所提高，具体表现为：1) 稳定性：有机硅能在聚合体中产生交联作用，降低乳液颗粒的表面能，增加颗粒之间的亲和力，从而提高乳液稳定性。
2) 耐久性：有机硅改性剂可形成氧化硅保护膜，提高聚合体的热稳定性和耐候性，同时增加涂层的硬度和耐磨性。
3) 其他性能：有机硅改性丙烯酸乳液还具有较好的粘合性、耐水性和耐热性等性能。
3.应用领域有机硅改性丙烯酸乳液的应用领域较广，主要应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域。
在涂料领域，有机硅改性丙烯酸乳液可以广泛应用于水性木器漆、水性金属漆、水性家具漆、水性工业漆等领域，可提高涂料的附着力、耐久性和光泽度。
在胶粘剂领域，有机硅改性丙烯酸乳液可广泛应用于水性胶粘剂、自粘标签、书籍胶装、透明胶带等领域，可提高胶粘剂的粘接强度和耐水性。
在印刷油墨领域，有机硅改性丙烯酸乳液可应用于胶片、塑料膜、金属薄膜等印刷基材上，可提高油墨的附着力和耐磨性。
在纺织助剂领域，有机硅改性丙烯酸乳液可应用于纺织整理剂、防水剂、阻燃剂等领域，可改善纺织品的手感、耐水性和防火性能。
总之，有机硅改性丙烯酸乳液其稳定性、耐久性等性能有很大的提升，在涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域应用前景广阔。
有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成和形态分析
有 机 硅 改 性 丙 烯 酸 酯 乳 液 的 合 成 和 形 态 分 析
严 微 鲁 琴 胡荣 涛 杨婷 婷 高 庆 彭 慧 ， ， ， ， ， ， 程时 远 （ ． 北 大学材料 科 学与 工程 学 院 功 能材 料绿 色制 备 与应 用省部 共 建教 育部 重点 实验 室 ， 北 武汉 ４ ０ ６ ； １湖 湖 ３ ０ ２ ２ 武 汉华 工 图像 技 术开 发有 限公 司， ． 湖北 武 汉 ４ ０ ２ ； ． 汉荟普 化 学新 材料 有限公 司 ， 北 武汉 ４ ０ ３ ） ３２ ３３ 武 湖 ３ ０ ０
ｙ ｈ ｏ ｃ ｒ． ｎ 通 讯 作 者 ： Ｎ ｓ 教 授 ， 士 生 导 师 ， — ｉ ｓ ． ｈ ｎ ｌ ｇ ｉ Ｃ ｌ 。 ａ ｏ ． ｏＤ ｃ ； ＿ 程 － ｇ， 博 Ｅ ｍａ ： ｙ ｃ ｅ ｇ ＠ ｍａ ． Ｏ ｌ ｌ ｌ ｌ
严 微 等 ： 机 硅 改 性 丙 烯 酸 酯 乳 液 的 合 成 和 形 态 分 析 ／ ０ １年 第 ８期 有 ２１
一
ｌ 实 验
１ １ 原 料 与 试 剂 ． 丙 烯 酸 丁 酯 （ Ａ） 甲基 丙 烯 酸 甲 酯 （ Ｍ Ａ） ＡＲ， Ｂ 、 Ｍ ，
使用 前 先 经 ５ Ｎａ ＯＨ 溶 液洗 涤 至下 层水 液 无 色 ， 再
经去 离 子水洗 涤 至 ｐ 值 为 ７ 天 津 博 迪 化 工 有 限 公 Ｈ ， 司 ； 乙烯基 聚硅 氧 烷 （ ｉ ８ ０ Ｍｎ １ ０ ） 工 业 级 ， 端 Ｓ一 ０ ， 化 ｊ高 性 能 化 和 功能 水 ｊ高 、
化 。 。 涂 料 发 展 的 趋 势 ， 。是 因此 调 整 乳 液 的 基 本 配 方 ，
选择 适 当 的聚合工 艺 ， 配制 稳定 的 、 固含量 和 高硅含 高 量 的聚合 物乳 液 ， 于 制备 高 固高 硅 涂 料 具 有 重要 的 对 理论 和 现实 意义 。
有机硅改性-丙烯酸酯共聚乳液的制备与性能研究
Ｙ ｎ ｕｕ ａ ｇＱｉ ｊ
有机硅改性后 的物质有很 多优异 的性能 ， 引起 了国内外许 多学者 的高度重视和浓厚兴趣 。 目前 为止 ，已有许 多文献报 到 道【 Ｊ Ｊ ，在对有机 硅乳液的研究过程 中，相 继出现了有机硅 的 微乳液 ，共混乳液、共 聚乳液以及复合乳液。由于 有机 硅改性 丙烯酸酯乳液具有成膜性能好 、强度高、粘结性强的特点 ，人 们 多年前就进行 了有机硅改性 丙烯 酸酯共聚物 的研究 ， 在理 论 方面取得了许 多成果 ，在实 际应 用方面也取 得了较大的进展。 有机硅聚合物具有 良好 的介 电性 、耐高温性 、耐候性、耐 污染性 、憎水性等 ，不足之处是机械强度、 附着力较差 ，需 高温烘 烤固化且 价格较贵 。丙烯酸酯 聚合 物具 有优 良的耐 氧 化、耐气候老化和突 出的耐 油性能 ， 对极性和 非极性表 面均 具 有很强 的粘 附力 ，交联聚丙烯酸 酯的耐热性 也很好 ， 因此在许 多方面得到 了广泛应 用。 如何制备 出兼具 二者优 异性能 的新 材 料 ，已成为材料科学研究 的热点之 一 。 有机硅对 丙烯酸 酯聚合物 的改性 方法有共混法和共聚法 ， 共混法较为 简单易行 ， 改性 产物的性能不如共聚法 。 但 共聚法 按 产物结构可 分为接 枝共聚法 、嵌段 共聚法 和互穿网络法 ； 按 反应 体系所处介质可分为溶液聚合法和乳液聚合法 。 Ｊ 文章 就 乳液 聚合技 术和改性后材料性能作一些研究和探讨 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ｍｏ ｆ ｄ ａ ｒ ｌｔ ｍｕ ｓｏ ｔ ｉ ｈｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｈ ｏ ｇ ｍｕ ｓｏ ｏｌｍｅ ｉａ ｉ ｎｏ ｒ ａ ｏ ｉ ｃ ｎａ ｄａ ｒ ｌ ｎ ｍｅ ｓｗａ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｐ ｅ ａａ ｉ ｆ ｄｉ ｅ ｃ ｙ ａ ｅｅ ｌｉ ｎ ｗｉ ｈ ｇ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔｒ ｕ ｈ ｅ ｌｉ ｎ ｐ ｙ ｒｚ ｔ ｆｏ ｇ ｎ ｓｌ ｏ ｎ ｃ ｉ ｍｏ ｏ ｒ ｓ ｏ ｉ ｈ ｆ ｏ ｉ ｙ ｃ ｓｕ ｉｄ． ｅｅ ｆ ｃｓ ｏ ｄ ｎ ｙ ａ ｄ ａ ｕ ｔ ｆｅ ｌ ｉ ｅ ， ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｄ ｏ ｇ ｎ ｓｌ ｏ ｎ ｅ ｌｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓｗａ ｉ ｌ ｉｃ ｓｅ Ｔ ｅ ｃ ａｉ ｇ ｒ ｐ ｒ ｄ ｆｏ ｔ ｄ ｅ Ｔｈ ｆｅ ｔ ｆ ｄ ｉ ｇ ｗａ ｎ ｍｏ ｎ ｍｕ ｓｆ ｒ ｉ ｉ ａ ｏ ， ｎ ｒ ａ ｏ ｉ ｃ ｎ ｏ ｍｕ ｓｏ ｒ ｐ ｒｉ ｓｍａ ｎｙ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ． ａ ｏ ｉ ｉ ｉ ｅ ｈ ｏ ｔ ｓｐ ｅ ａ ｅ ｒ ｍ ｎ ｏ ｇ ｎ ｓｌ ｏ ｄ ｆ ｉ ｇａ ｒ ｌｔ ｍｕ ｓｏ ａ ｅｓ ｐ ｒ ｒ ｅ ｉｔｎ ｅ ｔ ｔ ｒ ｔ ｃ ｕ ｅ ｉｔｎ ｅｏ ０ ０ ０ ｒ ａ ｏ ｉｉ ｎ ｍｏ ｉ ｎ ｃ ａ ｅｅ ｌｉ ｎ ｈ ｖ ｕ ｅ ｉ ｓｓａ ｃ ｗａｅ ｈｓ ｒ ｂ ｒ ｓｓａ ｃ ｆ６ ，０ ． ｃ ｙ ｙ ｏ ｒ ｏ ｗｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｏ ｇ ｎ ｓ ｌ ｏ ； ａ ｒ ｌｔ ｍｕ ｓ ｎ； ｅ ｌｉｎ ｐ ｌ ｅ ｉａｉ ｎ；ｐ ｌ ｍｅｉ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｙ ｒｓ ｄｆ ａｉ ｆ ｒａ ｏ ｉｃ ｎ ｉ ｏ ｉ ｃ ａｅｅ ｌ ｉ ｙ ｏ ｍｕ ｓｏ ｏ ｙ ｒ ｔ ｍ ｚ ｏ ｏ ｙ ｒｚ ｔ ｒ ｃ ｓｅ ｏ
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环氧树 脂 具 有 附 着 力 和 低 收 缩 率 的 特 点，对 水、中等酸、碱和其他溶剂有较好的耐蚀性和抗渗 透性，缺点是耐候性差，高温下承受强腐蚀介质能 力差［1］。利用 有 机 硅 对 环 氧 树 脂 乳 液 进 行 改 性， 可使热稳定 性、耐 侯 性、脆 性 得 到 明 显 的 改 善［2］。
Ca2 + 稳定性
0． 1
38． 07 2． 99 46． 72 6． 45
沉淀
0． 4
84． 73 5． 86 48． 24 9． 62
通过
0． 7
83． 21 1． 64 48． 60 9． 70
通过
1． 0
83． 63 6． 52 49． 59 12． 49 通过
1． 3
83． 88 2． 24 49． 81 15． 32 挂壁
第4 期
刘 海等： 有机硅改性环氧-丙烯酸酯乳液的合成与性能研究
69
乳化剂配比 对 乳 液 性 能 的 影 响，实 验 结 果 如 表 2 所示。
表 2 乳化剂配比对乳液性能的影响 %
OP-10 / SLS
乳液聚合与乳液性能
稀释 固含量 转化率 凝胶率
Ca2 +
稳定性 稳定性
5 /1
28． 44 78． 56 13． 31 沉淀
实验过程中，乳液外观均泛蓝，均匀，微透，稀 释稳定性未分层，结果如表 1 所示。
预聚合，逐渐升温至 75℃ ，体系逐渐有蓝相出现。 在 2 ～ 3h 内将剩余的预乳化液和引发剂溶液逐步 加入，升温至 80℃ 时保温 1h，停止反应。降温至 30℃ 以下，氨水调节 pH = 7 ～ 8，用 100 目筛子过 滤，出料。
24． 59 27． 30 28． 61 30． 23 30． 93
79． 76 84． 18 83． 18 83． 21 80． 48
3． 56 3． 96 1． 26 1． 64 3． 34
挂壁 挂壁 通过 通过 通过
由表 4 可 看 出，当 油 水 比 为 60 /120 时 乳 液 Ca2 + 稳定性通过，凝胶率较低，转化率较高。
由 表 3 可 知，乳 化 剂 用 量 为 0． 7% 时，乳 液 Ca2 + 稳定性通过，凝胶率较低，且各项综合指标良 好。
从表 3 还可看到，随着乳化剂用量的增加，乳 液的粘度和 涂 膜 的 吸 水 率 逐 渐 提 高，因 为 乳 化 剂 中 SLS 含有亲水基团，乳化剂用量的增加也增加 了亲水基团的含量，因而吸水率增大。
MMA、St、KH-570 和 E- 44，充分搅拌制得预乳化
液。将引发剂 ABS 溶于水，制成引发剂溶液。剩 余 50% 的复合乳化剂和 NaHCO3 溶于水，倒入装 有回流冷凝管及搅拌器的 250mL 四口烧瓶中，再 加入 10% 的预乳化液和 50% 的引发剂溶液进行
2． 1 环氧树脂用量对乳液性能的影响
Z = M1 M2
（ 3）
式中： Z 为凝胶率； M1 为烘干后的凝聚物质量，g；
M2 为单体总量，g。
3） 乳液其它性能检测
乳液外 观、乳 液 稳 定 性 和 黏 度 按 国 家 标 准
GB / T20623-2006《建筑涂料用乳液》规定检测［6］，
涂膜耐酸碱 性、涂 膜 吸 水 率、附 着 力、硬 度 等 性 能
收稿日期：2011 － 07 － 12 作者简介： 刘 海 （ 1985—） ，男，硕士研究生； 通讯作者： 张 爱 黎
（ 1964—） ，女，副教授，博士，研究方向： 功能材料．
溶剂型有机 硅 改 性 环 氧 树 脂 用 于 涂 料，有 较 好 的 效果，但由于环保问题，广泛应用受到了极大的限 制。刘晓东通过在接枝型水性环氧树脂中加入氨 基树脂的方 法 合 成 了 单 组 分 的 水 性 环 氧 乳 液［3］。 石磊等采用甘氨酸和硅烷偶联剂 KH-550 同时改 性环氧树脂，合 成 了 既 有 亲 水 性 又 含 偶 联 交 联 功 能的环氧树 脂，但 反 应 过 程 中 加 入 了 少 量 的 乳 化 剂，因此涂 膜 耐 水 性 较 差［4］。 王 志 奎 通 过 有 机 硅
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沈阳理工大学学报
第 30 卷
改性丙烯酸酯，得到耐水性和硬度良好的乳液［5］。 文中通过自 由 基 接 枝 聚 合，采 用 硅 氧 烷 扩 链 改 性 的方法合成有机硅改性的环氧-丙烯酸酯乳液，考 察优化条件，并研究乳液和膜性能。
S
=
X Xc
（ 2）
式中： S 为转化率； Xc 为理论固含量。
2） 凝胶率
2． 4 引发剂用量对乳液性能的影响
引发剂过硫 酸 钠 用 量 对 乳 液 聚 合 的 影 响，实 验结果如表 5 所示。
复合乳化剂用量在 0． 1% ～ 1． 3% 时，制备的 乳液稀释稳定性都通过，实验结果如表 3 所示。
表 3 乳化剂用量对乳液性能的影响 %
乳化剂 用量
转化 率
凝胶 粘度 / 吸水 率 （ mPa·s） 率
通过
4 /1
29． 92 82． 66 2． 02
通过
通过
2 /1
30． 23 83． 21 1． 64
通过
通过
1 /1
29． 53 81． 58 7． 13
通过
沉淀
1 /2
30． 38 83． 93 4． 49
通过
沉淀
由表 2 可知，当 OP-10 / SLS 为 4 /1 或 2 /1 时 稳定性通过，且凝胶率较低，乳液稳定性良好。当 SLS 量多时破坏乳胶粒双电层结构，形成的乳胶 粒电解质稳定性较差； OP-10 的用量对电解质化 学稳定性起重要作用，当 OP-10 配比较高时，乳液 的电解质稳定性良好。
（ 沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110159）
摘 要：利用预乳化法制备有机硅改性环氧-丙烯酸酯乳液，采用红外光谱分析膜结构， 研究优 化 配 方 和 工 艺。研 究 结 果 表 明： 优 化 配 方 KH-570 为 4． 38% ，环 氧 树 脂 为 5． 48% ，丙烯酸酯为 23． 3% ，OP-10 和 SLS 比例为 2 /1 且用量为 0． 66% ，油水比为 1 /2， 水占总量为 65． 8% ，NaHCO3 为 0． 16% ，过硫酸钠为 0． 22% ，在聚合温度为 80 ℃ 时，合 成乳液稳定性好，转化率较高。乳液性能符合国标 GB / T 20623-2006《建筑涂料用乳 液》标准．
2． 2． 2 乳化剂用量对乳液性能的影响
2． 3 油水比对乳液性能的影响
不同油水比 对 乳 液 性 能 的 影 响，实 验 结 果 如 表 4 所示。
油水比
表 4 油水比对乳液性能的影响
乳液聚合与乳液性能
固含量 转化率 凝胶率
%
Ca2 + 稳定性
60 /140 60 /130 60 /120 60 /110 60 /100
蓝相明显 沉淀 凝胶多
由表 5 可看出，引发剂用量为 0． 23% 时，蓝相 明显，保持时间较长，凝胶率较低。引发剂用量少 时，不能产生足够的自由基，引发缓慢； 引发剂用 量大时，短时 间 内 生 成 的 自 由 基 多，反 应 速 率 大， 反应剧烈，产 生 爆 聚，生 成 凝 胶。 因 此，引 发 剂 最 佳用量为 0． 23% 。
表 5 引发剂用量对乳液性能的影响 %
引发剂 用量
固含量
乳液聚合与乳液性能
转化率 凝胶率
Ca2 +
稳定性
实验 现象
0． 13 27． 72 76． 72 7． 26
乳液发白 沉淀
引发缓慢
0． 23 30． 23 83． 21 1． 64 0． 33 30． 83 85． 02 8． 77
引发理想 通过
1． 3 乳液性能检测
表 1 环氧树脂用量对乳液性能的影响 %
E-44
4． 0 6． 5 8． 0
固含量
30． 56 30． 23 31． 82
乳液聚合与乳液性能
转化率
87． 25 83． 21 84． 72
凝胶率
5． 08 1． 64 5． 64
Ca2 + 稳定性
挂壁 通过 挂壁
1） 固含量和转化率的测定
聚合反应结束后，将乳液用 100 目分样筛过
1 实验部分
滤，收集滤渣及反应器、搅拌器上的凝聚物。所有 的凝聚物用自来水反复洗涤后于 100 ℃ 左右烘干
至衡重。
1． 1 主要原料
甲基 丙 烯 酸 甲 酯 （ MMA ） ； 丙 烯 酸 正 丁 酯 （ BA） ； 苯乙烯（ St） ； 环氧树脂（ E- 44） ； 过硫酸钠； 碳酸氢钠； 烷基酚聚氧乙烯醚（ OP-10） ； 十二烷基 磺酸钠（ SLS） ； γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅 烷（ KH-570） ； 去离子水。E-44 和 KH-570 试剂为 工业品，其它试剂为化学纯。
第 30 卷 第 4 期 2011年 8 月
沈阳理工大学学报 JOURNAL OF SHENYANG LIGONG UNIVERSITY
文章编号：1003 － 1251（2011）04 － 0067 － 05
Vol． 30 No． 4 Aug． 2011
有机硅改性环氧-丙烯酸酯乳液的合成与性能研究
刘 海，张爱黎，吴松浩
Abstract： Epoxy-Acrylate emulsion was synthesized by pre-emulsifying method，the property of its film is analysed by IR，the optimum formulation and process optimization were investigated． It was found that the epoxy-acrylate emulsion has excellent and stable comprehensive performance and high conversion rate accord with GB / T 20623-2006 when using pre-emulsifying method，the optimum formula is epoxy resin in E-44 of 5． 48% ，the KH-570 is 4． 38% ， the acrylate is 23． 3% ，the appropritate rate of OP-10 and SLS is 2 /1，the right amount of emulsifier is 0． 66% ，grease-water proportion is 1 /2，the water is 65． 8% ，the NaHCO3 is 0． 16% ，0． 22% initiator，polymerization temperature is 80 ℃ ． Key words： epoxy-acrylate； emulsion polymerization； organic silicon