摘要:采用丙烯酸和双端羟基封端聚醚硅油为原料,通过酯化反应制备了双端丙烯酰基聚醚硅油,研究了催化剂用量、反应温度、反应时间、甲苯溶剂和阻聚剂用量等因素对酯化率的影响,优化酯化反应条件,用FTIR和1H-NMR对产物的结构进行了表征;并将其应用于聚丙烯酸酯乳液的制备,测定了改性聚丙烯酸酯乳液及其涂料印花性能。结果表明:双端丙烯酰基聚醚硅油合成工艺优化条件为催化剂和溶剂用量分别为反应物总质量的5%、70%,阻聚剂用量为丙烯酸质量的0.75%,反应温度为110℃,反应时间4h;FTIR和1H-NMR谱图表明产物结构为丙烯酸酯化聚醚硅油;将其用于聚丙烯酸酯改性,其改性聚丙烯酸酯胶膜的疏水性变大,胶膜断裂强度略有下降,但断裂延伸率明显上升,断裂功略有增加;将改性聚丙烯酸酯乳液应用于涂料印花,印花织物干、湿摩可达4级及以上,印花织物手感变柔软。
0引言
45涂料印花是一种清洁生产印花工艺,丙烯酸酯乳液因其具有良好的粘结性、成膜性、耐热、耐氧化等优点而被广泛应用在涂料印花粘合剂,但丙烯酸酯类粘合剂存在胶膜耐水性差、“热黏冷脆”以及涂料印花织物手感与牢度矛盾等缺陷,限制了涂料印花的普及和发展。研究人员发现,采用含有不饱和双键的有机硅与丙烯酸酯单体共聚改性是解决上述问题的有效途径之一。
目前,采用含有不饱和双键有机硅改性聚丙烯酸酯的研究主要有以下几种方法:一是采用硅烷偶联剂(如KH-570)和D4等为原料,通过开环、偶联和缩合反应制备含双键的聚硅氧烷,但由于Si-O-C结构易水解产生的Si-OH,极易自身缩合交联产生凝胶,导致其在实际应用中受到很大限制;二是以含Si-H基团的聚硅氧烷与二元丙烯酰基化合物进行硅氢加成反应,将双键引入到聚硅氧烷分子链上,该种方法的优点是丙烯酰基通过Si-C键与聚硅氧烷连接,其耐水解能力远高于Si-O-C键,且硅氢加成反应步骤简单,容易进行,但由于二元丙烯酰基化合物的双端C=C双键反应活性一样,有可能同时与不同分子含氢硅油发生硅氢加成,致使分子双键消失,并且产物结构不明确,对后期的应用不利;三是采用烯丙基醇与含氢硅油为原料,通过硅氢加成反应在含Si-H基的聚硅氧烷中引入羟基活性基团,然后再与丙烯酸发生酯化反应进而引入双键,该方法的优势在于产物耐水解、结构明确,缺点是由于硅油与丙烯酸的极性相差太大,导致反应物两反应基团接触几率低,反应困难。
为此,本文采用与丙烯酸相容性较好的双端羟基封端聚醚硅油为原料,与丙烯酸通过酯化反应合成了含双键的丙烯酰基聚醚硅油,应用于改性聚丙烯酸酯乳液制备,并将改性聚丙烯酸酯乳液应用于涂料印花,测试了改性聚丙烯酸酯及其涂料印花性能。
1实验部分
1.1实验材料
丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St),工业级,浙江卫星化工有限公司;双端羟基封端聚醚硅油(分子量约为2000),自制;对甲基苯磺酸、对苯二酚,化学纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;甲苯、氢氧化钠,分析纯,浙江三鹰化学试剂有限公司;酚酞指示剂,自制;N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),工业级,天津市化学试剂研究所;乳化剂A-980、A-6820,工业级,上海忠诚精细化工有限公司;过硫酸铵(APS),化学纯,上海化学试剂厂;增稠剂PTF,工业级,浙江宇辉化工有限公司;印花涂料蓝,工业级,温州百色得精细颜料化工有限公司;纯棉布(108×54),杭州金晶洗染有限公司;涤纶布(70D,120g/m2),上海持盈化工仪器有限公司。
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