含氟乳化剂丙烯酸酯乳液的制备及性能

第19卷第1期2001年3月

胶体与聚合物

Chinese Journal o f Co lloid&po lymer

Vo l.19　No.1

M ar.2001

含氟乳化剂丙烯酸酯乳液的制备及性能1

张珍英　管　蓉　陈正国

(湖北大学化学与材料科学学院　武汉　430062)

摘　要　以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、十二烷基硫酸钠为主要成份分别制备了含氟乳化剂FC80、FC911、FC908、4F C氟醇的丙烯酸酯共聚物乳液,测定了它们的表面张力、粘度、PH值、固含量等性能,

重点讨论了F C80含量对乳液性能的影响。实验发现在F C80含量为0.05%时丙烯酸酯共聚物乳液性能变化

明显。

关键词　含氟乳化剂;丙烯酸酯共聚物乳液;制备;性能

丙烯酸酯乳液是当前建筑物内外墙涂料的基料,其中含氟丙烯酸酯乳液配制的涂料具有优异的耐候性,耐腐蚀性,耐沾污性,耐热性,耐化学性,斥水斥油性[1,2]。国外常温固化的含氟丙烯酸酯建筑涂料已成为高层建筑的重要外墙涂料品种,水性常温固化的含氟丙烯酸酯涂料亦取得突破。国内对含氟丙烯酸酯乳液的研究刚刚起步,由于缺乏含氟乳化剂和含氟丙烯酸酯类单体,至今仍未见这类外墙涂料产品[3]。本文应用含氟乳化剂FC80、FC911、FC908、4FC氟醇进行丙烯酸酯乳液共聚,探讨了这类乳化剂对丙烯酸酯乳液性能的影响,并重点讨论了FC80加入量对乳液制备及性能的影响。

1　实验部分

1.1　原料　甲基丙烯酸甲酯(M M A),分析纯,湖北大学化工厂;丙烯酸丁酯(BA),化学纯,上海试剂一厂;丙烯酸(AA);分析纯,上海化学试剂采购供应站;十二烷基硫酸钠,进口分装,武汉化学试剂厂;OS -15,工业纯,天津化学试剂厂;过硫酸铵,化学纯,湖北大学化工厂;C8F17SO3K(FC80)、R f SO2NHCH2CH2CH2N+(CH2)2CH3I-(FC911)、R f SO2NHCH2CH2OH(FC908)、H(CF2)4CH2OH(4FC 氟醇),均为试剂级,武汉长江化工厂;异丙醇、乙二醇,均为分析纯,江苏东台试剂厂。

1.2　乳液制备　在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计的250ml四口烧瓶中依次加入去离子水6

2.3g、复合乳化剂(十二烷基硫酸钠0.45g/OS-15　0.45g)、单体M M A12g、BA18g、AA3g、丙烯酰胺3g、异丙醇和乙二醇少量。在搅拌乳化的同时,将水浴温度升到设定值;加入一定量(0.12g)的引发剂过硫酸铵,反应一定时间后,将乳液冷却至室温出料。

1.3　性能测试

1.3.1　表面张力的测定　采用JZHY-180界面张力仪于室温下直接测定乳液的表面张力,测试结果为三次测试的平增值。

1.3.2　粘度的测定　按GB1723-79乙法测定[4]。

1.3.3　PH值的测定　用琉璃棒沾取少许乳液滴在精密PH试纸上,然后与标准比色卡对比,确定试样的PH值。

1.3.4　稀释稳定性　将乳液试样稀释到固体含量为3%(理论固体含量为30%),再把稀释后的乳液试样取15mL置于试管中,然后放置72小时后测量上部清液和沉淀部分的体积。

1收稿日期:2000-06-28

1.3.5　PH 稳定性　取两试管分别装入5m L 试样,分别逐滴加入10%的HCl 溶液和10%的NaOH 溶液,激烈振动,直到溶液出现沉淀或凝胶时,用精密PH 试纸测定此时的PH 值,确定PH 稳定性的PH 值范围。

1.3.6　涂料固含量的测定　按GB1725-79(88)甲法(培养皿法)测定[4]。

2　结果与讨论

2.1　含氟乳化剂对丙烯酸酯共聚物乳液性能的影响　表1是不同含氟乳化剂对丙烯酸酯共聚物乳液性能的影响情况。从表1中可见,加入含氟乳化剂后乳液的表面张力、粘度明显降低;PH 值、稀释稳定性、固含量、贮藏稳定性、PH 稳定性等性能变化不大。当有机物碳链上的氢被氟取代后,锯齿状的链结构会稍呈螺旋状,使电负性强的氟原子完全包围着碳链,免遭化学试剂(特别是亲核试剂)的进攻,所以分子结构稳定,使丙烯酸酯乳液表现高耐污性,耐候性,耐化学试剂性能[5]。乳化剂具有降低乳液表现张力作用,所以含氟乳化剂降低了丙烯酸酯乳液的表面张力、粘度等性能。从表1中数据还可看出含氟乳化剂FC 80对丙烯酸酯共聚物乳液性能的改进更为突出。

表1　含氟乳化剂丙烯酸酯共聚物乳液的性能

乳化剂

外观P H 固含量/%粘度/S 表面张力/mN ?v -1PH 稳定性稀释稳定性贮藏稳定性/d F C 80

兰色红白 4.428.509.2331.031-14稳定73F C 911

兰色乳白 6.028.189.7329.04 4.4-14稳定69F C 908

兰色乳白7.028.159.7334.806-14稳定694FC 氟醇

兰色乳白 6.029.189.2035.20 5.5-14稳定67无含氟

乳化剂兰色乳白 5.578.7612.7040.564-14稳定68

*F C 80、FC 911、4F C 氟醇的加入量均为0.1g

。

图1　FC 80用量对共聚物乳液表面张力的影响 图2　F C 80用量对共聚物乳液粘度的影响

2.2　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液性能的影响

2.2.1　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液表面张力的影响　FC 80含量对丙烯酸共聚物乳液表面张力影响的结果如图1所示。从图1中可以看出,丙烯酸酯共聚物乳液的表面张力随FC 80用量增加而下降,且在0.05g 之前下降很快,之后缓慢下降。

2.2.2　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液粘度的影响　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液粘度影响的结果如图2所示。从图2中可以看出,丙烯酸酯共聚物乳液的粘度随FC 80加入量增加而下降,且在小于0.05g 时,粘度急剧下降,大于0.05g 后,下降变缓,这与其对表面张力的影响相似。2.2.3　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液PH 值的影响　改变乳化剂的加入量将使乳液的PH 值发生变化[6],FC80含量对丙烯酸酯共聚物乳液PH 值的影响结果如图3所示。从图3可知,随FC 80加入量增加,PH 值先12胶体与聚合物第19卷

增加后下降,并且在加入量为0.01g 时,出现最大值,0.3g 时,降到了3.8。总的来说,随FC 80含量增加,共聚物乳液的PH

值呈下降趋势。

图3　FC80含量对共聚物乳液PH 值的影响 图4　F C80含量对共聚物乳液固含量的影响

2.2.4　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液固含量的影响　FC 80含量对丙烯酸酯共聚物乳液固含量的影响结果如图4所示。从图4可以看出,当FC80含量增加到0.05g 时,共聚物乳液的固含量增加,随着FC80含量的进一步增,乳液的固含量下降,至加入0.3g 时固含量降到21.2%,其原因有待于进一步探索。

3　结论

3.1　加入含氟乳化剂能使丙烯酸酯共聚物乳液的表面张力、粘度降低;但PH 值、稀释稳定性、固含量、PH 稳定性、贮藏稳定性等性能变化下大。

3.2　FC80对丙烯酸酯共聚物乳液的性能影响最大,在本实验中其表面张力、粘度随其用量增加而下降,且在小于0.05g 之前变化显著,在0.05g 后,下降程度变缓;PH 值随FC 80含量增加先升后降,且在0.1g 时出现最大值,在0.3g 时下降到3.8;固含量随FC80用量的增加先升后降,且在0.05g 时出现极大值;总的来说,丙烯酸酯共聚物乳液性能在FC80含量为0.05g 时变化明显,适宜的加入量为0.05g -0.1g 。

参考文献

1　邓海球.涂料工业.1999,29(10):32-35

2　N.T ir eui,O.A humada,U.W.Suter ,H.M enzel,V.Castel-ret ro.M acr omo lecular Chemistr y and Phy sics,1998,199(11):2425-2431

3　李芝华,郑子樵.涂料工业.1999,29(7):34-36

4　任友直,张秀梅,张雅娟.涂料工业用原材料技术标准手册.北京:化学工业出版社,1987:245

5　肖进新,罗妙宜,胡昌明.精细化工,2000,17(2):63-65

6　潘祖仁主编.高分子化学(第二版),北京:化学工业出版社,1997:109-119

Preparation and Properties of Acrylate Copolymer

Emulsions Containing Fluorine Emulsifiers

Zhang Zhenying ,　Guan Rong ,　Chen Zhengguo

(F aculty of Chemistr y &M ater al Science ,Hubei univer sity ,W uha n ,430062)

(下转第17页)

13　第1期陈沛智等:EV A /P U 乳液共混体系研究

The Study on the VAc -BA -AA Emulsion Copolymerization

Ye Chuping

(Faculty o f Chemistry and M aterials Science ,Hubei U niv erisly ,Wuhan ,430062)

Abstract Viny lacetate -Buty lacry late -Acrylic acid terpolym er emulsio n w as pro duced by emulsion poly merizatio n using a redox initiation system of (NH 4)2SO 8and Na 2SO 3.The effects of initiater,emulsifier,the polym er ization temperature and conditions on the poly merization conver sion,the latex v isco sity and the latex stabiliy w ere inv estig atied .the results sho w that the polym er ization kinetics of the system is not confor m to the classical Smith-Ew ar t theory of emulsion polym er ization and the reaction r ate (R p )incresed w ith the co ncentratio n of em ulsifier incr eased.m eanw hile,the stability o f the latex is effected by the contentration o f emulsifiers ,the po lymerization temperature ,the content of acrylic acid in terpo lymer has influence on the latex stabiliy .

Key words emulsio n polymerization,kinetics,proper ties

(上接第10页)

4　杜梦麟.中国胶粘剂,1995,4:14

5　叶青萱.聚氨酯工业,1993,2:8

The Study of The System of EVA and PU Emulsion

Cheng Peizhi ,Zhang Gaow en ,Cheng Y anJun

(F aculty of Chemistr y and M ater ial Science,Hubei U niver sity ,W uhan,430062)

Abstract T he pr operties of the blend system co mpo sed in differet pr opo rtions of the ethy lene -viny l acetate copolymer (EVA )emulsio n and polyur ethane (PU )emulsio n ar e studied ,such as stabilit ies ,r heolog y and the r elatio nship betw een the appar ent v iscity and P H.T he miscibility of blend sy st em is char act ered by D iffer ent ical Scanning Calo rimetr y(DSC).T he bo nding str engt h o f t he blend sy stem against A l 、polypro pylene 、paper and other ma terials is obv iously better than that of EV A emulsio n.T he effect of the cro sslinking t emper atur e on the bo nding st reng th is studied .When the pr opo rtion of EV A and P U is 80ag ainst 20,the com po site pro per ties o f blend sy st em is the best .

Key words Ethy lene-V inyl A cetate copo ly mer emulsion;P olyur ethane emulsio n;Blend sy st em

(上接第13页)

Abstract T he acr ylate copo lymer emulsions w hich contain several different kinds o f fluorine emulsifiers have been prepared.Their proper ties,such as surface tension,viscosity ,PH value,so lid co ntent,hav e been investig ated.The results show that proper ties o f the acrylate copolym er em ulsions changed g reatly after adding the fluor ine em ulsifiers .Furtherm ore ,a special ser ies of acry late co poly mer emulsions w ith different co ntent of FC 80fluo rine emulsifiers have been prepared and their pr operties are characterized by surface tension,v isco sity,PH value and so lid content.It is found that w hen content of FC80is 0.05g ,the pro perties of the acr ylate copoly mer emulsions vary sharply.It is sugg ested that the suitable content of FC 80fluorine em ulsifiers be in the range o f 0.05g -0.1g .

Key words fluor ine emulsifier ;acr ylate co poly mer emulsio n;preparatio n,property.17

　第1期叶楚平:V A c -BA -A A 三元乳液共聚合研究

三官能氟硅改性丙烯酸酯

三官能氟硅改性丙烯酸酯 近几年，许多电子消费品涂装工艺不断推陈出新，不仅对外观效果有更高要求，同时也更注重涂料表面性能。涂层抗涂鸦、防指纹效果是目前比较热门的物性要求之一，主体树脂一般会采用硅改性树脂或氟改性树脂来满足耐污方面的要求。哑光体系的六官能氟硅改性丙烯酸酯，获得了不错的市场反响。 最近亮光耐污的应用也逐渐增多，对表观有很高的要求。三官能氟硅改性丙烯酸酯，配方采取树脂搭配少量单体，适量引发剂，主要考察树脂的抗涂鸦性、持久性、流平性、耐水煮、耐磨性、韧性等。 一、抗涂鸦性 是氟硅改性树脂，水接触角高，在耐油性笔的测试中，油性笔涂鸦痕迹有明显的缩油情况，笔痕可以被轻易擦除，且涂层表面没有痕迹残留。我们将涂鸦后的基材放入60℃烘箱，烘烤30分钟后，油性笔痕已经完全烤干，此时用无尘布依然能够轻松去除痕迹。通过实验可以看出有着优异的抗涂鸦性能。

二、韧性佳 现在很多3C电子消费品上的涂装对韧性都有要求，尤其手机上的应用都有耐弯折测试，而市场上许多氟改性或硅改性树脂都是高官能树脂，高交联密度更有利于抗涂鸦、耐指纹等要求，但同样会使得脆性增加，做主体树脂时弯折容易崩漆或附着力下降。是三官能树脂，主链为聚氨酯，侧链采用氟硅改性链段，这样可以获得优异的韧性，而三官能度也能提供良好的交联密度，体积收缩较低，兼顾良好的耐磨性能。 三、持久性 耐污效果持久性也是重要的物性指标，靠添加硅氟类助剂来改善涂层的抗涂鸦性的方案，往往持久性较差，小分子助剂很容易迁移导致耐污效果显著下降。而支链含有氟硅结构，由于与主链不兼容且比重较低，使得氟硅结构于涂布时自然迁移至涂层表面形成纳米突触的微结构达到耐污的效果，这样的耐污效果更持久。同时相比于一些氟改性树脂，有着更好的相容性。同时通过丙烯酸双键将氟硅结构锚定于涂层立体网络结构中，相较氟硅助剂，显然持久性会得到大幅提升，即使长期使用表面被磨损，依然会有良好的耐污性能。

丙烯酸酯乳液改性研究现状及发展

丙烯酸酯乳液改性的研究现状及发展 姓名：何阳班级：应用化工技术1班学号：20131880 摘要：文章就丙烯酸酯乳液改性的研究现状及其用途作了详细论述，重点介绍了有机硅改性丙烯酸酯乳液和聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液(PUA)以及氟改性丙烯酸酯乳液的研究现状及发展前景，并简要地对丙烯酸酯乳液改性的未来方向作了展望。 关键词：丙烯酸酯乳液改性原理现状发展 前言： 丙烯酸酯类共聚物乳液是丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与其它乙烯基酯类单体进行乳液聚合的产物[1]，它主要用作涂料成膜剂和纺织印染粘合剂，也广泛应用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料以及水处理等方面，其用量与日俱增。丙烯酸酯乳液具有优异的耐水性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性，但它存在着耐水性和附着性差及低温变脆、高温变粘等缺点，限制了其应用。 近年来随着聚合理论和技术的不断完善和发展，以及人们对环境友好的绿色化工产品的呼声愈来愈高，丙烯酸酯乳液的改性受到了广泛的重视。一般来说，从两个方面对丙烯酸酯乳液进行改性：一是引入一些功能性单体对丙烯酸酯乳液进行改性，得到高性能的共聚乳液；二是采用新的乳液聚合方法如核壳乳液聚合和互穿网络聚合技术以及微乳液共聚技术来改善丙烯酸酯乳液的性能，在研究过程中通常是这两个方面的相互结合，共同提高丙烯酸酯乳液的性能。本文主要探讨有机硅、有机氟、聚氨酯等对丙烯酸酯乳液性能的改性及其对乳液性能的影响。 1、有机硅改性的丙烯酸酯乳液 1．1 改性原理 有机硅对丙烯酸酯乳液的改性是指将有机硅化学和丙烯酸酯乳液聚合技术结合起来，用来制备高性能的硅丙乳液。丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐蚀性和柔韧性。但其本身是热塑性的，线性分子上又缺少交联点，难以形成三维网状交联胶膜，因此其耐水性、耐沾污性差，低温

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。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系，则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数，乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高，可有效地降低表面张力，胶束和乳胶粒子尺寸小，机械稳定性好，但由于其离子特性对电解质比较敏感；非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性，但机械稳定性不好，对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定，而非离子型乳化剂主要靠水化，两种乳化剂复合使用时，两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面上，既使乳胶粒间有很大的静电斥力，又在乳胶粒表面形成很厚的水化层，二者双重作用的结果可使聚合物乳液稳定性大大提高。目前乳液聚合体系多采用阴离子型与非离子型复配乳化体系，所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和稳定性好的特点。 引发剂对整个聚合过程起差重要的作用，不同的引发剂制得的聚合物具有不同的分子结构及性能。乳液聚合引发剂分为两类：受热分解产生自由基的引发剂(如过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS、过氧化氢等无机过氧化物)；有机过氧化物和还原剂组合可构成另一类引发剂。丙烯酸酯类共聚物乳液聚合体系中的引发剂多为水性的过硫酸盐，常用的有APS、KPS及NPS等。较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%，当引发剂用量为0.2%~0.4%时，制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小，并且稳定性好。

丙烯酸酯

丙烯酸酯 简介 丙烯酸酯橡胶（ACM）是由丙烯酸烷基酯（CH2=CH-COOR）为主要单体，与少量带有可提供交联反应活性基团的单体共聚而成的一类弹性体。 丙烯酸酯橡胶 商品牌号很多，根据其分子结构中所含的不同交联单体，加工时硫化体系也不相同，由此可将丙烯酸酯橡胶划分为含氯多胺交联型、不含氯多胺交联型、自交联型、羧酸铵盐交联型、皂交联型等五类。此外，还有特种丙烯酸酯橡胶，如含氟型及热塑性丙烯酸酯橡胶等。 性能 丙烯酸酯橡胶的性能受其主要单体丙烯酸烷基酯中烷基碳原子数目的影响。以丙烯酸酯为基础的橡胶，耐油、耐热性较好；而以丙烯酸丁酯为基础的橡胶，因烷基碳原子数目的增多，对酯基极性基的屏蔽效应增大，因此使耐水性有所改善，同时由于屏蔽效应，减弱了橡胶分子间力，增大了内部塑性，从而使脆性温度降低，耐寒性较好。若通过上述两种单体并用，则可得到介于两者性能之间的橡胶。 特点 无论哪一种类型的丙烯酸酯橡胶，其分子结构的共同特点有两个：一是高极性；二是完全饱和性。从而使其具有优越的耐矿物油和耐高温氧化性能。其耐油性仅次于氟胶，而与一般中高丙烯晴含量的丁腈橡胶相似。而耐热性介于通用橡胶和硅、氟橡胶之间，比丁腈橡胶使用温度高出 30~60℃，最高使用温度180℃，断续和短时间使用可达200℃，在150℃热空气老化数年性能无明显变化。此外，最重要的是其对含有硫、氯、磷等极压剂的极压型润滑油十分稳定，使用温度可达150℃，间断使用温度可更高些。而带有双键的丁腈橡胶在含有极压剂的油中，当温度超过110℃时，即发生显著硬化与变脆。丙烯酸酯橡胶还具有优良的抗臭氧性、气密性、耐屈挠和耐裂口增长性，以及抗紫外线变色性等。 缺点

含氟硅丙烯酸酯乳液的合成及拒水性能分析

第２８卷第４期 纺织高校基础科学学报Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４　２０１５年１２月ＢＡＳＩＣＳＣＩＥＮＣＥＳＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＥＸＴＩＬＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳＤｅｃ．，２０１５ 文章编号：１００６‐８３４１（２０１５）０４‐０４９５‐０７ＤＯＩ：１０．１３３３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６‐８３４１．２０１５．０４．０２０ 收稿日期：２０１５‐０５‐１２ 基金项目：陕西省科学技术研究发展计划项目（２０１４ＫＷ１０‐０４） 通讯作者：樊增禄（１９５９—），男，陕西省蒲城县人，西安工程大学教授，研究方向为纺织品染整技术．Ｅ‐ｍａｉｌ：ｚｌｆａｎ＠ｘｐｕ ．ｅｄｕ．ｃｎ含氟硅丙烯酸酯乳液的合成及拒水性能分析 李智斌１，樊增禄１，毛宁涛２，李　庆１，蔡信彬１ （１．西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安７１００４８；２．英国利兹大学设计学院，英国利兹ＬＳ２９ＪＴ） 摘要：为提高纯棉织物的拒水性，以丙烯酸丁酯（ＢＡ）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（Ｇ‐０４）和乙烯基三乙氧基硅烷（ＫＨ‐１５１）作为反应单体，在阴／非复合乳化剂和引发剂过硫酸钾（ＫＰＳ）作用下，采用乳液聚合的方法制备含氟硅丙烯酸酯乳液．用红外光谱（ＦＴ‐ＩＲ）对含氟硅丙烯酸酯乳液主组分的结构进行表征，并考察其对棉织物的拒水性能．通过探讨不同合成工艺参数对含氟硅丙烯酸酯乳液的拒水性能的影响，确定合成的含氟硅丙烯酸酯乳液的最佳原料配比．将制备的乳液对纯棉织物进行拒水整理，可明显改善织物的拒水性能，整理后纯棉织物对水的接触角达到１２６畅８°，静水压达到１畅４５ｋＰａ，表现出良好的拒水效果． 关键词：氟硅丙烯酸酯；拒水；纯棉织物；接触角 中图分类号：ＴＳ１９５畅２ 文献标识码：Ａ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｗａｔｅｒｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙｏｆｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｌａｔｅｘ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｌｕｏｒｉｎｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅ ＬＩＺｈｉｂｉｎ１，ＦＡＮＺｅｎｇｌｕ１，ＭＡＯＮｉｎｇｔａｏ２，ＬＩＱｉｎｇ１，ＣＡＩＸｉｎｂｉｎ１ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ′ａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＤｅｓｉｇｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｅｅｄｓ，ＬｅｅｄｓＬＳ２９ＪＴ，ＵＫ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗａｔｅｒｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙｆｏｒｃｏｔｔｏｎｆａｂｒｉｃｓ，ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙ‐ｌａｔｅ（ＢＡ ），ｄｏｄｅｃａｆｌｕｏｒｏｈｅｐｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（Ｇ‐０４）ａｎｄｔｒｉｅｔｈｏｘｙｖｉｎｙｌｓｉｌａｎｅ（ＫＨ‐１５１）ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｍｏｎｏｍｅｒｓｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｐｏｌｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｌａｔｅｘｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ，ｆｌｕｏｒｉｎｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅ，ｂｙａｄｏｐ‐ｔｉｎｇｅｍｕｌｓｉｏｎｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｋ２Ｓ２Ｏ８（ＫＰＳ）ａｎｄｎｉｏｎｉｃ／ｎｏｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄａｓｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｉｎｉｔｉａｔｏｒａｎｄｍｉｘｅｄｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｌａｔｅｘｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｌｕｏｒｉｎｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＩｎ‐ｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＦＴ‐ＩＲ），ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｒｅｐｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｃｏｔｔｏｎｆａｂｒｉｃｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａ‐ ｔｅｄ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｒａｔｉｏｏｆ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｌａｔｅｘ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｌｕｏｒｉｎｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅ ｗａｓ ｓｅｔｂｙｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｏｎｗａｔｅｒｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ．Ｔｈｅｔｒｅａ‐ｔｅｄｃｏｔｔｏｎｆａｂｒｉｃｅｘｈｉｂｉｔｓｇｏｏｄｗａｔｅｒｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｏｆｃｏｔｔｏｎｆａｂ‐

丙烯酸酯乳液检测方法

乳液性能检测方法 （1）固含量的测定 （2）粘度的测定 （3）PH的测定 （4）筛余物的测定 （5）粒径的测定 （6）残余单体的测定 （7）最低成膜温度的测定 （8）玻璃化温度的测定 （9）机械稳定性的测定 （10）冻融稳定性的测定 （11）储存稳定性的测定 （12）钙离子稳定性的测定 （13）稀释稳定性的测定 （14）耐水白的测定 （1）固体含量的测定: a）按GB/T-20263-2006规定：取直径75mm左右的玻璃皿或马口铁洁净小皿称其重量为m0。称1g左右样品于皿(样品尽量在容器分散开)，并称重质量为m1。将装有样品的小皿置于150±2℃的烘箱中15min烘干。然后，将小皿置干燥器中冷却至室温，再称重量为m2。（所有质量精确到0.001g） 固含= （m2- m0）/（m1- m0）×100% 平行测定三次，取平均值。 b）或者按GB/T11175-2002规定： 用容器称取约1g试样，准确至0.001g .并使之流平，对于高粘度样品，最好用水或溶剂进行稀释。将其置于恒温105℃士2℃的电烘箱中部，经干燥60min±5min 后取出，放入干燥器冷却至室温后称量。

（2）粘度的测定： 用容器取约500 mL试样，注意勿混入气泡，将容器置于恒温水槽中，使试样液面低于水面。用玻璃棒加以搅拌，使试样各部分的温度达到试验要求的温度。测量温度的选择要依据配方来定，配方上的指标要求多少度就在多少度下测量。一般先用热水或冷水将待测物调到制定的温度围再进行测量。 安装防护装置和转子，按照转速和转子的组合，选择转子使测定粘度时指针正好能指在指示刻度盘20写-100%围。实验室一般采用固定转速为60rpm的方法测定。一般1#转子的测量围为1-100cps；2#转子的测量围为：500cps；3#转子测量围为：1-2000cps；4#转子测量围为：1-10000cps。根据不同的粘度选择不同的转子。 旋转升降手柄，使粘度计平缓地下降，勿使转子粘上气泡，并使液面达到转子液位标线。 用水平调节螺丝将粘度计调节至水平位置后，确认转子置于试样容器的中心位置，设定转子、转速，开始测量。 报数据要注明所用转子号，所用转速和测定时的温度。例如：25000 cps(4#/60rpm/30C)。 （3） PH值的测定： 一般测量，精密试纸即可。用玻璃棒沾取少量乳液于精密试纸之上，刮去表层多余的乳液，一般要求半分钟不变色，与标准比色卡对比观察颜色变化，读取pH值。 精密测量，可用以缓冲溶液标定的玻璃甘汞电极pH计测定。先用标准液校准pH计，用蒸馏水洗净后置于乳液（23±2℃）中待稳定后读数。平行测定三次，取平均值。 乳液中表面活性剂可能对测定结果有所干扰。 （4）筛余物的测定： （无国标） 将100g左右的过滤后的产品取样称重为m1（精确到0.1g），经过配方规定目数的滤袋

改性丙烯酸酯胶黏剂

改性丙烯酸酯胶黏剂 改性丙烯酸酯胶黏剂 别称 反应型烯酸酯胶黏剂 优点 室温快速固化 缺点 单体的气味和毒性问题。 目录 1简介 2优缺点 3主要应用领域 4技术发展 1简介 改性丙烯酸酯胶黏剂[1](热固化型丙烯酸酯胶黏剂，又称反应型烯酸酯胶黏剂），这是较早实现工业化生产的胶种之一。现有两代，第一代基本上被第二代取代而应用不多。重点发展第二代改性丙烯酸酯胶黏剂。 第1代丙烯酸酯胶黏剂：在20世纪50年代由EASTMAN公司发明。以过氧化苯甲酰/芳香胺为氧化还原体系，在单体与弹性体之间不发生接枝反应，其主要缺点是性脆。 第2代丙烯酸酯胶黏剂：也称为改性丙烯酸酯胶黏剂，在1975年由美国杜邦公司发明，引入了杜邦公司生产Hypalon橡胶和氧化还原体系。新的氧化还原体系以过氧化氢型的过氧化物为引发剂，Du Pont 808醛胺缩合物为促进剂。单体与弹性体之间发生反应，形成韧性固化物，剥离强度和冲击强度都有明显提高。 2优缺点

1、主要优点[2] (1)室温快速固化，一般为几分钟至几十分钟。 (2)可以低温固化，甚至可以在0℃以下固化。 (3)适用于大多数金属和非金属材料的粘接。 (4)对于被粘接材料的表面处理要求不严格，甚至可以油面粘接。 (5)对双组分的混合比例要求不严格。 (6)粘接强度高。 2、主要缺点 (1)单体的气味和毒性问题。 (2)丙烯酸或甲基丙烯酸对产品的腐蚀性问题。 (3)固化速度快，不适合大面积粘接。 (4)固化反应放热剧烈，不适合大间隙的粘接和灌封。 (5)耐热、耐候性还不够理想。 3主要应用领域 (1)交通行业[3]汽车、大型卡车、游艇、机车制造中的结构粘接以及飞机的结构修补， 被粘材料以金属、塑料为主，近年来用于玻璃钢的粘接明显增多。 (2)机电行业直流电机磁钢与金属的粘接，电梯轿厢不锈钢与加强筋的粘接等。 (3)电声行业扬声器的装配是改性丙烯酸酯胶最主要的应用领域。 (4)建筑行业建筑物加固和结构改造的钢筋锚固，玻璃及金属幕墙后加埋件的安装，地 铁、轻轨道钉的锚固。 4技术发展 改性丙烯酸酯胶黏剂[4]固化速度快、可油面粘接、混合比例要求不严格等优点是环氧胶黏剂、聚氨酯胶黏剂等其他胶种难以比拟的。但是，改性丙烯酸酯胶黏剂也存在着耐温、

丙烯酸酯环保型乳液

乳液型丙烯酸酯环保胶黏剂 目录 编辑本段基本特点 作为水性胶黏剂的一种，丙烯酸酯类乳液胶黏剂由于来源广泛，容易制备，具有粘接性能优良、粘接面广泛的特点，广泛用于包装、涂料、纺织。建筑、医疗以及皮革等各行业。 丙烯酸酯类乳液胶黏剂具有优异的性能：①以水为分散介质，不使用有机溶剂，无毒害或易燃危险，属环保型产品;②丙烯酸系单体种类多，含有的酯基、羧基、羟基等官能团具有很强的极性，很容易和其他单体如醋酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯等进行乳液共聚合，制成具有各种性能的乳液胶黏剂;③丙烯酸系聚合物有优良的保色、耐光及耐候性，不易氧化，对紫外线的降解作用不敏感;④丙烯酸系聚合物粘接强度和剪切强度均很高。[1] 编辑本段组成与配方设计 (1)单体 合成丙烯酸酯类乳液共聚物胶黏剂的单体一般为丙烯酸及其C1～C8的丙烯酸烷基酯，随着烷基链长的加长，均聚物逐渐变软，玻璃化温度降低，质地柔软，直到丙烯酸正辛酯后，由于烷基碳原子的增加，出现侧链结晶倾向，聚合物变脆。 在丙烯酸酯类乳液胶黏剂中，共聚单体的组成分三部分。第一部分为软单体，玻璃化温度低，赋予胶黏剂粘接特性，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等;第二部分为硬单体，玻璃化温度高、赋予胶黏剂内聚力，如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、偏氯乙烯等;第三部分为官能团单体，通过引入带官能团的单体，赋予胶黏剂反应特性，如亲水性、耐热性、耐水性、交联性。 另外，进行分子设计时，还需根据单体均聚物的性能及所粘接的基材的结构特征选择单体的种类。 (2)引发剂

该体系的引发剂多为水溶性的过硫酸盐，常用的为过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠。引发剂的量太少，不易引发聚合;引发剂的量太多，聚合不平衡，较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%～0.8%，其中选用0.2%～0.4%的引发剂用量，可使制备的聚丙烯酸酯乳液呈现蓝色，乳液粒子的粒度小和乳液的稳定性好。 (3)乳化剂 乳化剂有非离子型、阳离子型和阴离子型体系。目前我国多使用阴离子乳化剂与非离子乳化剂复合体系。常用的阴离子乳化剂为烷基硫酸钠，烷基苯磺酸钠、二烷基一2一磺基琥珀酸钠、烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚顺酐加成物钠盐;非离子型乳化剂聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯酚醚等。 乳化剂的种类和浓度将直接影响引发速率及链增长速率.选择合适的 乳化剂，应首先考虑其亲油亲水平衡值(HLB值)，其次考虑单体与乳化剂的亲和力，一般分子结构愈相似，其亲和力就愈好。 当混合乳液的HLB值偏低时，乳液聚合时的链增长速率快，粒径大，乳液聚合转化率低，容易凝聚，甚至破乳;而当混合浮化剂的HLB值偏高时，乳液聚合时链增长速率慢，粒径小，乳液聚合转化率也低。 (4)交联剂 乳液型丙烯酸酯聚合时，加入交联剂可以改善其黏附性能，聚合中有外交联、自交联(离子交联)和多交联工艺。其中，自交联指大分子链之间的直接交联反应;外交联常常是羧基胶乳中加入脲醛树脂或三聚氰胺树脂 等进行的。按照交联温度，又可分为高温交联和常温交联。 常温交联剂主要有： ①巴斯夫(BASF)公司提出的酸二酰阱系统; ②罗姆一哈斯(Rohm-Hass)公司提出的具有可逆过程的邻甲氧基苯甲 酸锌系统; ③金属离子变联，如Zn(Ac)2、Al(Ac)3等。 另外，还可以进择带有一定极性基目的单体作为反应性改性剂，可以使共聚物产生轻微的交联，使形成分子网络的化学键代替了单纯的分子间力，在一定程度上提高了共聚物的刚性。 在丙烯酸酯乳液共聚反应中，引入两种以上活性基团，以达到中低温自交联的目的：合成的自交联乳液胶可用于聚酰亚胺与铜箔的粘接。采用含环氧基和含酰氨基的交联剂，固化温度为180～190℃，制成的基材具有较高的剥离强度，耐候性能好，可以和外交联型丙烯酸酯乳液胶相媲美。 (5)其他助剂 常用的增黏树脂有松香、松香改性酚醛树脂、萜烯、石油树脂等。 丙烯酸酯乳液的增稠可通过加人氨水或氢氧化钠溶液实现。采用自制的30%(质量分数)的聚丙烯酸乳液增稠剂，这是一种低黏度并含高浓度羧基

含氟丙烯酸酯共聚物乳液制备及特性

含氟丙烯酸酯共聚物乳液制备及特性 杨世芳,周艳,陈沛智 (湖北大学化学与材料科学学院,武汉430062) 摘要:甲基丙烯酸三氟乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液的制备,以 甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯为基本原料,用半连续滴加的方法制备了共聚物乳液。FT-IR证明了所用单体甲基丙烯酸三氟乙酯参与了共聚反应。讨论了氟单体用量对转化率的影响。讨论了乳胶膜的吸水率的影响因素。 关键词:甲基丙烯酸三氟乙酯;甲基丙烯酸缩水甘油酯;乳液;室温交联 0引言 随着经济和科学的发展,水性涂料应用越来越广泛,水性室温固化涂料已成为当前水性涂料研究的热点之一。本文以甲基丙烯酸氟乙酯作为改性试剂与丙烯酸酯以乳液聚合方法共聚,引入氟基团,制备出高性能的氟改性丙烯酸酯及含环氟基丙烯酸酯共聚物乳液,可常温交联。通过对乳液成膜进行性能表征,讨论了氟单体用量对转化率的影响及乳胶膜的吸水率的的影响因素。 1实验部分 1.1实验原料 实验用原料见表1。 1.2实验步骤 1.2.1含氟丙烯酸共聚乳液制备 本实验以CO-436和COPS-Ⅰ为复合乳化剂。在带有磁转子的三角瓶(m)中加入适当配比的BA、MMA、St、GMA、DAAM、ADH和甲基丙烯酸三氟乙酯等置于磁力搅拌器上高速

表 1 原料及试剂 点击此处查看全部新闻图片 搅拌混合均匀。在另一带有磁转子的三角瓶内(P)中加入适量的CO-436、COPS-Ⅰ和APS置于磁力搅拌器上剧烈搅拌预乳化10min以上。将三角瓶(m)中的混合液全部转入三角瓶(p)内,再在磁力搅拌器上高速搅拌乳化30min以上。取适量的CO-436、COPS-Ⅰ于四口反应瓶中,开动电动搅拌器,搅拌混合均匀。取适量APS于滴液漏斗中,待水浴锅的温度达到(82±2)℃,开始加入APS。取一半乳化好的单体于滴液漏斗中,当四口瓶内的温度达到78℃以上时,开始以2滴/s的速度滴加到反应瓶中。剩余的另一半预乳化液视条件实验的不同而加入不同的试剂。取适量的NaHCO3、APS、CO-436于一小烧杯(D1)中,用玻璃棒搅拌混合均匀。当单体滴加1h以后,开始以5滴/2min的速度加入反应瓶中。全部原料在2～3h滴加完毕后,保温1.5h左右。然后在搅拌下降温至40℃以下,过滤出料,得到含氟丙烯酸酯共聚物乳液。 1.2.2纯丙烯酸酯共聚物乳液制备 将某一配方中不加丙烯酸三氟乙酯,其他所有原料不变,制备方法同上,制得纯丙烯酸酯共聚物乳液。 1.3测试与表征 1.3.1固含量测定