硅烷偶联剂改性水性丙烯酸酯乳液的制备及性能

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有机硅改性丙烯酸酯微乳液研究进展及其应用

有机硅改性丙烯酸酯微乳液研究进展及其应用杨宏伟许立新*摘要:综述了近年来有机硅改性丙烯酸酯微乳液的研究进展,介绍了其制备改性的方法,着重讨论了有机硅单体种类及用量、乳化剂,功能单体等因素对有机硅改性丙烯酸酯微乳液聚合及其性能的影响。

关键词:有机硅,丙烯酸酯,微乳液,研究进展前言微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各向同性、热力学稳定的、透明或半透明的胶体分散体系。

自1943年Hoar等用油、水和乳化剂以及醇得到透明均一微乳液体系以来[1]，由于微乳液聚合机理的特殊性、聚合手段的多样性及其应用的广泛性，微乳液已成为当今国际上的研究热点领域之一。

丙烯酸酯乳液具有优良的耐候性、成膜性和粘结性,在涂料、粘合剂等方面应用广泛,但同时存在有耐水性、透湿性及耐粘污性差等缺点;有机硅氧烷主链为Si－O－Si键,具有高度的柔顺性、优异的耐高低温性能、耐候性和耐水性和良好的透气性。

将丙烯酸酯类和有机硅氧烷这两类极性相差很大的单体进行微乳液聚合改性,制备兼有两者优异性能的新材料,在理论和应用上都具有重大意义。

本文综述了近年来有机硅改性丙烯酸酯微乳液方面的研究现状,并探讨了未来的研究发展方向和应用前景。

1有机硅改性丙烯酸酯微乳液的制备方法目前有机硅对丙烯酸酯微乳液改性方法一般分为两种：物理改性法和化学改性法。

物理改性分为两种：一是将有机硅氧烷单体作为偶联剂或改性助剂直接加入丙烯酸酯微乳液中改性；二是将有机硅氧烷制备成有机硅微乳液，再将其与丙烯酸酯类乳液共混进行改性。

有专利报道[2]将交联型含氟丙烯酸酯乳液和有机硅微乳液共混可以作为运动器械或工具的涂层。

化学改性是指通过化学反应将有机硅氧烷引入到丙烯酸酯分子链上，使得极性相差很大的有机硅氧烷和丙烯酸酯聚合物分子间形成化学键，化学改性明显提高了两相之间的相容性，一定程度上控制了有机硅分子的表面迁移和有机硅的微观形态，从而比物理共混的性能优越，具有更好的发展前景。

有机硅化学改性丙烯酸酯微乳液的制备方法主要有两种：1.1硅氧烷环单体开环制备的硅氧烷预聚体与丙烯酸酯单体的接枝共聚孔祥东等以八甲基环四硅氧烷D4和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)为有机硅单体改性丙稀酸酯，认为随有机硅含量的增加,D4与A174的缩合交联度增大,降低了有机硅聚合物与丙烯酸酯聚合物的相容性和体系的稳定性;*通讯联系人许立新alexxu1@同时胶膜的吸水率降低[3]。

硅烷偶联剂a171，乙烯基三甲氧基硅烷可显著改善水性木器漆的附着力、光泽度、

硅烷偶联剂a 171，乙烯基三甲氧基硅烷可显著改善水性木器漆的附着力、光泽度、在水性涂料中使用有机硅偶联剂助剂，可以显著的提高涂膜的流平性、爽滑性、光泽、防粘性、耐水性、耐化学品性、耐高温性、抗沾污性和耐印刷性等。

在水性木器涂料中有机硅的应用主要包括有机硅与树脂的物理混合和化学改性。

一种用于水性木器涂料助剂的改性有机硅聚合物，与水性木器涂料的相容性大大提高，能明显改善涂膜的流平性、润滑性、光泽、防粘连性和耐化学品性。

利用有机功能性硅烷(A-171)与乙烯基丙烯酸反应合成了稳定的有机硅丙烯酸酯乳液，该涂膜的耐甲乙酮擦洗性优异。

采用水解速度较慢的受阻乙烯基硅烷与丙烯酸进行乳液聚合，提高了有机硅接枝到丙烯酸树脂上的含量，改善了有机硅丙烯酸乳液的聚合稳定性和贮存稳定性，该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温及耐电解质稳定性。

水性聚氨酯和丙烯酸乳液是应用最多的两种水性木器涂料是涂料工业的新兴技术之一，尽管近年来得到了一定的发展，取得了相当不错的成绩，但是在生产技术和市场化等方面还有待进一步努力。

水性木器涂料的研究发展可从以下几方面着手:进一步完善和发展高性能无缺陷水性木器涂料体系;依靠分子设计和聚合物分子裁剪技术，在水性聚合物链上引入特殊功能结构的组分，如含氟、含硅聚合物，赋予聚合物涂膜多功能性;进一步开拓水性木器涂料市场。

随着对水性树脂结构、性能、成膜过程等的进一步研究，结合新的水性聚合物合成技术，水性木器涂料将会变得方便施工，涂膜性能易于设计和优化，以满足各种不同的用途。

进入21世纪，随着环保法规的进一步完善，以减轻地球负荷为目的，低VOC(挥发性有机化合物)或零VOC排放的新型涂料成为研发的热点。

水性木器涂料的研发更为引人注目随着人们环保、能源意识的增强，水性木器涂料得到迅猛的发展。

水性木器涂料中甲醛的含量要求都比较低，为此，如何选用水性木器涂料用树脂便成了关键，换句话说，水性木器涂料的配方和树脂要以此为基点，同时达到优异的性能和环保的规范要求。

有机硅改性丙烯酸树脂涂料的制备及性能

成分配比见学改性法制备有机硅改性丙烯酸烧瓶中，按一定比例（
为以正丁醇、二甲苯为混合
）树脂涂料，实验证明其防垢的性表１加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯溶剂，钛白粉为颜料与改性树脂能好于丙烯酸树脂涂料。酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、
树脂的疏水性、耐热性、耐低温法和物理共混法，但是，采用物
但是，其耐水性、耐热性、渗透性、透气性和丙烯酸树脂的粘结理法改性产物的性能在大多数情率、以及表面张力较差。有机硅树脂以ｓ一一ｉｉｓ为主链，ｓ一００ｉ键能
ＰｒｐａａｉｎａｄＰｒｐｒｉｓｏｉｃｎｏｉｅｒｌｓｎｆｒＣｏｔｎｓｅｒｔｏｎｏｅｔｅｆＳｌｏｅＭｄｆｄＡｃｙｉＲｅｉｏａｉｇｉｉｃ
ＴＡＮｕ，ＡＮＧｅｉａ，ＪｎＰＷ－ｏＺＨＡＮＧｉｔＺｈ— ｗｅｉＷＡＮＪａｇｉ，ｉ— ｕ
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硅氧烷偶联剂VTES及含氟丙烯酸酯G04改性苯丙乳液的合成及性能研究

硅氧烷偶联剂VTES及含氟丙烯酸酯G04改性苯丙乳液的合成及性能研究赵佳树;魏刚;乔宁【摘要】A modified styrene -acrylate emulsion which can be used at high temperature to impart anti-corrosion resistance has been prepared using triethoxyvinylsilane (VTES) and dodecafluoroheptyl methacrylate (G04). Using methacrylate, butyl aery late, styrene, acrylic acid, VTES and G04 as co-monomers, a stable fluorosiloxane modified styrene - acrylate emulsion was synthesized by a semi-continuous polymerization process. FT-IR spectroscopy was used to characterize the copolymer, and the effects of varying the amounts of VTES and C04 on the water absorption , attachment strength, high temperature performance and anti-corrosion performance of the modified emulsion films were studied. The results showed that the modified emulsion film had excellent mechanical andanti-corrosion properties below 120℃, and the water absorption of the film was reduced to 5% when the amounts of VTES and C04 were 5% and 18% , respectively, of the total amount of co-monomers. Besides, when the amount of alcohol was 5% , the self-condensation of VTES can be inhibited, and the hardness of the emulsion film was improved to 2H with a 3% amount of AA.%为提高苯丙乳液的耐热防腐性能,利用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)对传统苯丙乳液进行改性.采用半连续乳液聚合工艺,通过甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸与VTES和G04的接枝共聚反应,合成了稳定的有机硅氟改性苯丙乳液.通过红外光谱对共聚产物进行了结构表征,并考察了VTES和G04含量对改性乳液涂膜吸水率、附着力、耐高温、耐蚀等性能的影响.结果表明,当单体中VTES和G04的质量分数分别为5％和18％时,改性乳液涂膜吸水率降至5％以下,涂膜机械性能和耐蚀性能良好,且在120℃下不发粘、无起皮鼓泡等变化.此外,当乙醇添加量为5％时,可有效抑制VTES自身缩聚；当引入适量丙烯酸时,乳液涂膜铅笔硬度可提升至2H.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(039)004【总页数】5页(P47-51)【关键词】苯丙乳液;乙烯基三乙氧基硅烷;甲基丙烯酸十二氟庚酯;水性涂料;耐高温;防腐蚀【作者】赵佳树;魏刚;乔宁【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院化工资源有效利用国家重点实验室,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院化工资源有效利用国家重点实验室,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院化工资源有效利用国家重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7苯丙乳液作为一种在水性涂料中起成膜作用的组分，因其优异的机械性能、良好的成膜性以及具有竞争性的成本优势，已被广泛用于建筑涂料和地坪涂料。

丙烯酸酯的乳液合成方法

丙烯酸酯的乳液合成一、实验目的1.了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线；2.理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；二、实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。

乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。

功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，会产生絮凝作用，极易破乳。

因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。

聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。

在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。

凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。

在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。

严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。

凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性，它不仅降低单体的有效利用率，增加聚合装置的停机时间和处理的费用，而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性，污染环境。

目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。

乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关，酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的，使乳胶粒子表面带上一层电荷，从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力，乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。

当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时，其稳定性则与空间位阻有关。

乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。

乳化剂虽不直接参与反应，但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。

丙烯酸酯的乳液聚合

丙烯酸酯的乳液聚合1 前言丙烯酸酯类聚合物是工业生产中应用比较广泛的原料，可以用于生产涂料、粘合剂、塑料等产品，具有良好的性能，价格便宜。

丙烯酸酯类单体多是通过乳液聚合的方式进行聚合反应。

乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。

其特点是聚合热易扩散,聚合反应温度易控制; 聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物; 能获得高分子量的聚合产物; 可直接以乳液形式使用。

本实验利用丙烯酸酯乳液聚合来探究其性质以及应用。

2 实验目的1) 掌握丙烯酸酯乳液合成的基本方法和工艺路线；2) 理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；3) 了解高聚物不同玻璃化转变温度对产品性能的影响；3 实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。

乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型与加入方式、单体的种类与配比、加料方式、聚合工艺、搅拌形状与搅拌速度等都会影响到聚合物乳液的稳定性及最终乳液的性能。

因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。

聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。

在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。

凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。

严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。

有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备及表征

烷对聚丙烯酸酯进行改性，可综合二者的优点，
改善聚丙烯酸酯的热粘冷脆、耐候、耐水性差等
１实验
１１主要原料．
缺陷，使其应用范围扩大至皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域Ｊ。
目前，有机硅改性丙烯酸酯大都采用含双键
水性、电绝缘性、生理与化学惰性。用有机硅氧
烷与八甲基环四硅氧烷（Ｄ）在酸性条件下预聚，再与丙烯酸酯类单体进行自南基聚合，制备
了有机硅改性丙烯酸酯。用红外光谱（Ｒ）Ｉ、凝胶色谱（Ｃ）ＧＰ、透射电镜（ＥＴＭ）进行了表征，并考察了乳化剂配比、有机硅用量对有机硅改性丙烯酸酯乳液及乳胶膜性能的影响。
一联系人．Ｅ—ｍａｌｕｆＳＳ．ｄ．ｎｉ：ａｑ＠Ｕ￣ｅｕｃ。ｔ
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第６期
氧基硅烷聚合，再进一步与羟基硅油在丙烯酸丁
酯中接枝共聚，所得产物成膜后具有较低的表面
收稿日期：２００７—０ —１。５１作者简介：付永山（９８）１７．男，研究生。
基金项目：陕西省教育厅产业化培育项目（４Ｃ８。ＯＪＯ）
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基础研究
啸硅料２，（３－０机材．０２６１３０１）８２７：
ＳＬＩ）ＩＣ（ＮＥＡＴＥＲＩＭＡＩ
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备及表征＊

有机硅改性丙烯酸酯水包水多彩涂料制备及性能测试与影响

有机硅改性丙烯酸酯水包水多彩涂料制备及性能测试与影响作者：***来源：《粘接》2022年第10期摘要：針对传统水包水多彩涂料容易出现彩粒渗色、串色、聚集和后增稠稳定性不足的问题，提出用自制有机硅改性丙烯酸酯乳液为基础漆，用有机改性膨润土（GTS）为保护胶制备新型水包水多彩涂料，并对水包水多彩涂料配方进行优化。

结果表明：水包水多彩涂料最佳配方为：基础漆中乳液用量28%;羟乙基纤维素用量0.7%;保护胶浓度8%;保护胶与基础漆质量比5∶7;增稠剂用量0.5%;以给配方制备的水包水多彩涂料彩粒边界清晰分明，对比度高，强度好，没有混合和串色现象，装饰效果良好，已经达到了水包水涂料HG/T 4343—2012化工行业标准。

关键词：水包水多彩涂料;丙烯酸酯乳液;涂料性能;有机硅单体中图分类号：TQ635文献标志码：A文章编号：1001-5922（2022）10-0017-05Preparation， performance test and influence of silicone modifiedacrylate water in water multicolor coatingYANG liu（Xian Peihua University，College of Architecture and Art Design，Xi’an 710061，China）Abstract：In view of the shortage of color penetration， color matching， aggregation and post thickening of traditional waterborne multicolour coatings， a new type of waterborne multicolor paint was prepared with self-made silicone modified acrylate emulsion as base paint and organic modified bentonite （GTS） as protective adhesive.The formulation of water in water multicolor paint was optimized.The results show that the best formula of water in water multicolor coating was as follows： the amount of emulsion in basic paint was 28%; the dosage of hydroxyethyl cellulose was 0.7%; protective glue concentration was 8%; the mass ratio of protective adhesive to base paint was 5∶7; the dosage of thickener was 0.5%.The water in water colorful coating prepared with the above formula has clear boundary， high contrast， good strength， no mixing or color matching， and good decorative effect， which has reached the chemical industry standard of water in water coating， HG/T 4343—2012.Key words：water in water colorful coating; acrylate emulsion; coating performance; silicone monomer随着我国经济水平的发展，人们生活水平的提高，对生活环境的要求也随之提高。

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ＺＡＮＧｈｏ，ＣＨＥＮｕ，ＦＡＮＧｕ — ｏｇ，ＬｆｎＨＺａＨａｏｄｎＩＡ—ｅｇ，ＺＨＡＯＱｉ。Ｌｕ— ｉｇＩＨｉｎｎ
（．ＫｅｂｒｔｒｆＡｕｉａｙＣｈｍｉｔｙ＆ＴｅｈｏｏｙｆｒＣｈｍｉａｎｕｔｙ，Ｍｉｉｔｙｏｕａｉｎ。１ｙＬａｏａｏｙｏｘｌｒｅｓｒｉｃｎｌｇｏｅｃｌＩｄｓｒｎｓｒｆＥｄｃｔｏ
有限公司，东肇庆Байду номын сангаас广５６３）２２８
摘要：丙烯酸丁酯（Ａ）甲基丙烯酸甲酯（ＭＡ）丙烯酸（以Ｂ和Ｍ、ＡＡ）ｙ甲基丙烯酰氧基丙和一
基三甲氧基硅烷（ＫＨ一７）５０为单体，过硫酸铵为引发剂，十二烷基苯磺酸钠（ＤＳ和烷基酚ＳＢ）
ＳａｎｉｈａｘｉｅｓｔｆＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙ，Ｘｉａ１０１Ｕｎｖｒｉｏｃｅｃｙｃｎｌｇｎ７０２，Ｃｈｎ；２ＺｈａｑｉｇＲｉｅｓＨｉｈＴｅｈＭａｅｉ１ｉａｏｎｖｒｇ — ｃｔｒａｓ
．
Ｃｏ．，Ｉｔ．，Ｚａｑｎ２２８，Ｃｈｎ）ｄｈｏｉｇ５６３ｉａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｎｆａｋｉｄｏｄｈｅｉｍｕｓｏａｒｐａｅｙｅｕｌｉｎｐｏｙｅｉａｉｎ，ｉｈｉｈｓｖｅｅｌｉｎｗｓｐｅｒｄｂｍｓｏｌｍｒｚｔｏｎｗｃ
文章编号：００５１（０２０ — ０３０１０ —８１２１）５０５—４
硅烷偶联剂改性水性丙烯酸酯乳液的制备及性能
张昭，陈华，樊国栋，李阿峰，赵琪，李会宁。
（．西科技大学教育部轻化＿剂化学与技术重点实验室，西西安７０２；．庆千江高新材料科技１陕Ｔ助陕１０１２肇
第３Ｏ卷
第５期
陕西科大学学报技
ＵｖｓｔｉｎｃｈｏＪｎｎＩｆＳａｎｉｎｉｅｒｉｙｏｆＳｃｅｅ＆Ｔｅｃｎｏｌｇｙｏｒａｈａｘｏ
Ｖｏ１０Ｎｏ．．３５０ｃ．２２ｔＯ１
２１０２年１Ｏ月
（ＫＨ一７）ａｎｏｅｓｓｄｕｍｏｃｌｂｅｅｕｆｎａｅａｄａｋｐｎｏｔｏｘａｅ（５０ｓｍｏｍｒ．ｏｉｄｄｅｙｎｚｎｅｓｌｏｔｎｌｙｌｈｅｌｅｈｙｌｔｓＯＰ一１０）ａｍｕｌｉｉｒｓｅｓｆｅｓ，ａｍｏｎｕｍｅｓｌａｅａｎｔａｏ．Ｔｈａｔｒｆｉｌｅｅｏｎｔｃｍｉｐｒｕｆｔｓｉｉｉｔｒｅｆｃｏｓｏｎｆｕｎｃｎｋｉｅｉｓｏｆｅｕｌｉｎｐｏｙｍｅｉａｉｒｔｄｅ．ＦＴ— ＲｓｓｄｔｏｎｉｍｔｏｅｕｌｔｕｔｒｍｓｏｌｒｚｔｏｎｗｅｅｓｕｉｄＩｗａｕｅｏｃｆｒｈｅｍｌｃｅｓｒｃｕｅ
聚氧乙烯醚（一０为复合乳化剂，用半连续乳液聚合法合成了复合胶黏剂乳液．用红外ＯＰ１）采采
光谱对聚合物结构进行了表征，重分析研究了聚合物胶膜的热稳定性．触角的测定表征了热接聚合物膜的表面性能．究了反应温度，研引发剂和乳化剂用量等因素的影响．果表明，结聚合反应速率随着反应温度的提高而加快．着引发剂和乳化剂用量的增加，液的粒径减小，液随乳乳
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ＴＧａｅｏｃｒｃｅｉｅａｅｉｍａｔｂｌｔ．ＳｕｆｃｏｅｔｅｈａｅｉｍｗｓｕｓｄｔｈａａｔｒｚｄｌｔｘｆｌＳｈｅｔｓａｉｉｙｒａｅｐｒｐｒｉｓｏｆｔｅ１ｔｘｆｌ
ｍｅｈｌｍｅｈｃｙａｅｕｙｃｙａｅｃｙｉｃｄａｄｍｅｂｃｙｏｙｐｏｙｒｍｅｈｘｌｉｎｔｙｔａｒｌｔ，ｂｔｌｒｌｔ，ａｒｌｃａｉｎｔａｒｌｘｒｐｌｔｉｔｏｙｌｅａｓａ
更加稳定．改性后的聚合物具有较好的耐水性和热稳定性．硅关键词：液聚合；有机硅；丙烯酸酯；液粒径乳乳
中图法分类号：ＴＱ６０３文献标识码：Ａ
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