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有机硅改性的羟基丙烯酸乳液制备高机能水性木器漆
日期:2019-11-14 人气:731

许玉霞 李彩虹(西北永新化工股份有限公司;)

摘要:采纳半持续滴加工艺,研制了有机硅改性的羟基丙烯酸乳液,用于制备双组分木器漆,讨论了乳液的羟值、酸单体含量、乳化剂品种、有机硅含量等对于乳液波动性及木器漆机能的影响。

要害词:水性丙烯酸聚氨酯 有机硅改性 木器漆 羟基丙烯酸乳液 单体含量 耐水性

1引言

我国事一个木器漆出产跟 消费大国,年产量在20万t以上,但水性漆所占比例很少。而在欧洲,目前木器漆水性化已达20%以上,且每年以必定的比例增长。溶剂型木器漆在施工进程中,大批的VOC开释进大气中,净化了环境,危害了施工职员的身材安康。目前,我国经由多年的研讨开发,所出产的水性PU木器漆已完整能够替换溶剂型木器漆用于室内木器装潢,知足家装行业的要求。我国于2002年公布施行的室内装潢资料强制性执行尺度跟 2009年划定对于溶剂型木器涂料进行3C强制认证以及建设部酝酿出台的室内装修推举使用水性木器涂料的规范性文件等举动,为水性木器漆的开展带来了契机,预计在我国,水性PU木器漆的利用将得到很大的开展。

水性PU存在没有燃、无毒、无净化、快干、耐磨损等长处,已遭到人们的普遍看重。由含羟基丙烯酸乳液跟 非离子亲水改性的多异氰酸酯组成的水(文章起源环球聚氨酯网)性双组分聚氨酯涂料可用于木器橱柜,也可用于办公室跟 试验室家具。本研讨应用有机硅树脂名义能低,耐水性、耐候性及透气性精良的特征,在丙烯酸树脂中引入有机硅单体,制备了兼具两者长处的波动乳液,从树脂自身进步了木器漆的机能。

2实验局部

2.1原料

甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、过硫酸铵(APS)、碳酸氢钠、乙烯基三甲氧基硅烷、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐(Co-436)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、蒸馏水、亲水改性脂肪族多异氰酸酯固化剂(拜耳VPLS2319)。

2.2有机硅改性羟基丙烯酸乳液的合成工艺

在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管跟 滴液漏斗的四口烧瓶中参加蒸馏水、复合乳化剂跟 碳酸氢钠,搅拌升温至必定温度,同时滴加总量8%的混杂单体跟 15%的引发剂溶液,坚持反响必定光阴,待系统涌现平均蓝相后在必定的光阴内滴加残余的混杂单体与70%的引发剂溶液,而后再滴加有机硅单体与5%的引发剂溶液,最后再补加残余的引发剂溶液,保温反响1h后降温调剂pH为7~8,过滤出料。

2.3水性木器漆的配制

水性木器漆的根底配方见表1。

2.4机能测试

黏度:用NDJ-79型旋转式黏度计于25℃下测定乳液的表观黏度。

凝胶率:聚合反响停止后,将乳液用120目滤网过滤。搜集滤网中、反响器壁及搅拌上的凝胶物,水洗后于100℃摆布烘干,至恒量后称量,计算凝胶物占单体总量的百分数。

3成果与探讨

3.1乳化剂的取舍

乳化剂对于乳液聚合存在要害性的作用。阴离子型乳化剂为乳液聚合提供电荷波动性,可以避免粒子凑集,乳液的机械波动性强,但化学波动性差。本实验选用阴离子型跟 反响性乳化剂复配,通过离子型乳化剂提供静电斥力,反响性乳化剂为共聚单体介入反响,使聚合物乳液存在很大的波动性,同时进步耐水机能。

3.2乳液的羟值对于漆膜机能的影响

坚持乳液的酸单体、有机硅单体等含量没有变,没有同的羟值对于漆膜机能的影响见表2

从表2能够看出,有机硅改性羟基丙烯酸乳液配漆后漆膜整体机能较好。当乳液羟值较高时,与—NCO反响快,固化光阴短,局部羟基被屏蔽在分子链中没有能充足反响,招致漆膜光泽低、耐水性降低;羟值较低时与—NCO反响较慢,固化较完整,耐水性进步,但太低时交联密度较低又招致耐水性降低。故本实验终极肯定羟值为100mgKOH/g。

3.3丙烯酸单体含量对于乳液聚合波动性的影响

丙烯酸单体含量对于乳液聚合波动性的影响见图1。

丙烯酸单体含量对于乳液聚合波动性的影响很大,少量可进步乳液的波动性及对于底材的附着力。从图1中A能够看出,丙烯酸单体含量从1.5%添加到2.0%时,系统波动性添加,凝集率降低;继续添加时因为其在水相中的溶解度大,添加了自在基聚合的可能性,因而凝集率又添加,故对于该聚合系统来讲,丙烯酸单体含量过高或过低凝集率均进步。

同时从图1中B也能够看出,丙烯酸单体含量对于乳液的黏度也有较大影响。丙烯酸单体含量添加,乳液黏度添加;当丙烯酸单体含量添加到2.0%后,乳液黏度添加变得迟缓。这主要是丙烯酸单体含量添加,中跟 后羧基趋于伸展,乳液分子链自在体积减少,分子活动碰壁 ,故黏度添加。

综合以上要素,本实验肯定丙烯酸单体的最佳用量为2.0%。

3.4有机硅单体含量对于漆膜机能的影响

有机硅氧烷存在优胜的耐候抗污性跟 高度的疏水性,以其改性羟基丙烯酸乳液,可进步漆膜的耐水性等机能。表3为有机硅单体的用量对于漆膜机能的影响。

从表3能够看出,功用性有机硅链节进步了漆膜的耐水性,这是由于跟着有机硅单体的参加,在成膜进程中硅氧烷键产生交联反响构成存在破体网状构造的涂膜,从而使聚合物分子链间难以被水分子浸透。同时还能够看出,有机硅单体用量添加时,漆膜除耐水性变好以外,其它机能变化没有大。这可能是有机硅单体的用量仍旧较小,局部单体聚合后被包裹在乳胶粒内部,还有局部处于外部,外部的有机硅聚合物进步了漆膜的耐水性,而内部的聚合物对于漆膜机能不大的奉献。因而本实验肯定有机硅单体用量为1.5%。

4结语

⑴用有机硅单体对于羟基丙烯酸乳液进行改性,选用阴离子型与反响性复合乳化剂,采纳没有持续滴加法制备了波动的乳液。

⑵通过实验肯定羟值为100mgKOH/g,丙烯酸单体含量为2.0%,有机硅含量为1.5%,能够制备出耐水性优异的高机能水性木器漆。

⑶因为用水作溶剂,打消了VOC对于环境的净化,是一种机能精良的环境友爱型涂料。

 
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