丙烯酸树脂具有色浅、透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等特点,是常用的涂层材料。由于丙烯酸树脂在特定场合存在一定的缺陷,如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不够好以及成本偏高等,限制了它的进一步应用N4O。近年来,随着聚合技术的不断完善和发展,以及人们对环保产品的重视,丙烯酸树脂的改性受到人们的广泛关注。国内外学者进行了大量深入的研究,利用有机硅、有机氟、环氧树脂、聚氨酯、纳米材料等对丙烯酸树脂进行改性,取得了比较好的效果。本文对近年来丙烯酸树脂改性的研究与应用情况作一介绍。
丙烯酸酯聚合物本身是热塑性的,线性分子上缺少交联点,难以形成三维网状交联胶膜,因此其耐水性、耐沾污性差,低温易变脆,高温易发黏。而有机硅的P)—Q键能9:>1 RS T E"7 B远大于U—U键能9 3>4 RS T E"7 B,内旋转能垒低、键旋转容易、分子体积大、表面能小,具有良好的耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。用有机硅改性丙烯酸酯乳液,可以改善丙烯酸酯乳液热黏冷脆、耐候、耐水等性能,将其应用范围扩大至胶黏剂、外墙涂料、皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域N0O。
有机硅改性丙烯酸树脂包括物理改性法和化学改性法。用有机硅氧烷对丙烯酸酯类乳液进行物理改性的方法通常有0种:!有机硅氧烷单体作为促进剂和偶联剂直接加入到丙烯酸酯类乳液中进行改性V"先将有机硅氧烷制成乳液,再将它与丙烯酸酯类乳液冷拼进行改性。化学改性法是基于聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之间的化学反应,从而将有机硅分子和聚丙烯酸酯有机结合的一种方法。通过化学改性,可改善聚硅氧烷和聚丙烯酸酯的相容性,抑制有机硅分子向表面迁移,使二者分散均匀,从而达到改善聚丙烯酸酯共聚物乳液的物理力学性能的目的。
根据有机硅材料的不同可以采用以下3种方法:
含双键的硅氧烷,特别是含双键的硅氧烷低聚物与丙烯酸单体
采用乳液聚合法,并以种子乳液法分步加料方式,将一定比例的丙烯酸酯单体和自制的有机硅大分子单体进行自由基聚合,得到有机硅改性丙烯酸树脂乳液。利用单因素试验和<因素=水平正交试验优化出最佳工艺参数:!!用量为45 0>、有机硅预聚体的用量为2>、单体配比为15?:、异丙醇用量为45<>,可获得高稳定性乳液,成膜性等各项性能提高。赵强等9?;以溶液聚合法合成了有机硅改性丙烯酸树脂,选择不同种类的硅单体进行试验,研究了硅单体用量对涂膜吸水率的影响以及不同软硬丙烯酸类单体比例对涂膜柔韧性及吸水率的影响,并对涂膜进行了红外分析和扫描电镜分析。结果表明,由接枝反应改性的有机硅丙烯酸树脂涂料具有优良的性能。郭俊晶等9@;以有机硅和丙烯酸为原料,采用乳液聚合制备具有优异性能的有机硅改性丙烯酸乳液,
有机氟改性有机氟改性丙烯酸树脂涂料既保留了丙烯酸树脂涂料良好的耐碱性、保色保光性、涂膜丰满等特点,又具有有机氟涂料耐候、耐污、耐腐蚀及自洁的优点,是一种综合性能优良的涂料,具有广泛的应用前景。氟是电负性最大的元素,具有最强的电负性、最低的极化率,而原子半径仅大于氢。氟原子取代A—B键上的B,形成的A—,键极短,而键能高达=:1 CD E F"7。含氟丙烯酸酯聚合物中的全氟基团位于聚合物的侧链上,在成膜的过程中,全氟烷基会富积到聚合物与空气的界面上,并向空气中伸展,由于全氟侧链趋向朝外,可对主链以及内部分子形成“屏蔽保护”。其次,氟原子半径比氢原子半径略大,但比其它元素的原子半径小,所以能把碳碳主链严密地包住,因此,氟改性丙烯酸树脂具有较强的化学惰性,优异的防水、防污、防油性和良好的成膜性、柔韧性及黏结性等,广泛应用于建筑、汽车、机电、造船、航天航空等高科技领域。
徐芸莉等92;研究了氟硅改性丙烯酸乳液的合成,通过合理选择含氟硅单体及聚合工艺,先合成氟硅预聚体,再以丙烯酸树脂为主链,将氟硅预聚体接入丙烯酸树脂中,从而研制出高耐候性、高耐沾污性、高保色性、低污染性、良好的性价比、综合性能优异的乳液,具有很大的市场发展空间。房俊卓等941;通过热分解引发体系,用有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性,合成了综合性能优异的氟改性丙烯酸乳液,且用其配制成外墙涂料,可获得良好的防污自洁性能。
蔡国强等944;利用叔碳酸酯对水解的屏蔽作用来提高涂料的耐光性及附着力,在共聚物组分中引入叔碳酸缩水甘油酯(4G 4 H二甲基H 4 H庚基羧酸基缩水甘油酯),提高了涂料的耐光性,可获得窄的相对分子量分布,增加树脂在有机溶剂中的溶解性,降低黏度,提高涂料的固体含量,增加漆膜的丰满度。张燕等940;用一种氟碳改性剂对由甲基