丙烯酸樹脂具有色淺、透明度高、光亮豐滿、涂膜堅韌、附著力強、耐腐蝕等特點,是常用的涂層材料。由于丙烯酸樹脂在特定場合存在一定的缺陷,如硬度、抗污染性、耐溶劑性、機械性能不夠好以及成本偏高等,限制了它的進一步應用N4O。近年來,隨著聚合技術的不斷完善和發(fā)展,以及人們對環(huán)保產(chǎn)品的重視,丙烯酸樹脂的改性受到人們的廣泛關注。國內外學者進行了大量深入的研究,利用有機硅、有機氟、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、納米材料等對丙烯酸樹脂進行改性,取得了比較好的效果。本文對近年來丙烯酸樹脂改性的研究與應用情況作一介紹。
丙烯酸酯聚合物本身是熱塑性的,線性分子上缺少交聯(lián)點,難以形成三維網(wǎng)狀交聯(lián)膠膜,因此其耐水性、耐沾污性差,低溫易變脆,高溫易發(fā)黏。而有機硅的P)—Q鍵能9:>1 RS T E"7 B遠大于U—U鍵能9 3>4 RS T E"7 B,內旋轉能壘低、鍵旋轉容易、分子體積大、表面能小,具有良好的耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化學介質性等。用有機硅改性丙烯酸酯乳液,可以改善丙烯酸酯乳液熱黏冷脆、耐候、耐水等性能,將其應用范圍擴大至膠黏劑、外墻涂料、皮革涂飾劑、織物整理劑和印花等領域N0O。
有機硅改性丙烯酸樹脂包括物理改性法和化學改性法。用有機硅氧烷對丙烯酸酯類乳液進行物理改性的方法通常有0種:!有機硅氧烷單體作為促進劑和偶聯(lián)劑直接加入到丙烯酸酯類乳液中進行改性V"先將有機硅氧烷制成乳液,再將它與丙烯酸酯類乳液冷拼進行改性?;瘜W改性法是基于聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之間的化學反應,從而將有機硅分子和聚丙烯酸酯有機結合的一種方法。通過化學改性,可改善聚硅氧烷和聚丙烯酸酯的相容性,抑制有機硅分子向表面遷移,使二者分散均勻,從而達到改善聚丙烯酸酯共聚物乳液的物理力學性能的目的。
根據(jù)有機硅材料的不同可以采用以下3種方法:
含雙鍵的硅氧烷,特別是含雙鍵的硅氧烷低聚物與丙烯酸單體
采用乳液聚合法,并以種子乳液法分步加料方式,將一定比例的丙烯酸酯單體和自制的有機硅大分子單體進行自由基聚合,得到有機硅改性丙烯酸樹脂乳液。利用單因素試驗和<因素=水平正交試驗優(yōu)化出最佳工藝參數(shù):!!用量為45 0>、有機硅預聚體的用量為2>、單體配比為15?:、異丙醇用量為45<>,可獲得高穩(wěn)定性乳液,成膜性等各項性能提高。趙強等9?;以溶液聚合法合成了有機硅改性丙烯酸樹脂,選擇不同種類的硅單體進行試驗,研究了硅單體用量對涂膜吸水率的影響以及不同軟硬丙烯酸類單體比例對涂膜柔韌性及吸水率的影響,并對涂膜進行了紅外分析和掃描電鏡分析。結果表明,由接枝反應改性的有機硅丙烯酸樹脂涂料具有優(yōu)良的性能。郭俊晶等9@;以有機硅和丙烯酸為原料,采用乳液聚合制備具有優(yōu)異性能的有機硅改性丙烯酸乳液,
有機氟改性有機氟改性丙烯酸樹脂涂料既保留了丙烯酸樹脂涂料良好的耐堿性、保色保光性、涂膜豐滿等特點,又具有有機氟涂料耐候、耐污、耐腐蝕及自潔的優(yōu)點,是一種綜合性能優(yōu)良的涂料,具有廣泛的應用前景。氟是電負性最大的元素,具有最強的電負性、最低的極化率,而原子半徑僅大于氫。氟原子取代A—B鍵上的B,形成的A—,鍵極短,而鍵能高達=:1 CD E F"7。含氟丙烯酸酯聚合物中的全氟基團位于聚合物的側鏈上,在成膜的過程中,全氟烷基會富積到聚合物與空氣的界面上,并向空氣中伸展,由于全氟側鏈趨向朝外,可對主鏈以及內部分子形成“屏蔽保護”。其次,氟原子半徑比氫原子半徑略大,但比其它元素的原子半徑小,所以能把碳碳主鏈嚴密地包住,因此,氟改性丙烯酸樹脂具有較強的化學惰性,優(yōu)異的防水、防污、防油性和良好的成膜性、柔韌性及黏結性等,廣泛應用于建筑、汽車、機電、造船、航天航空等高科技領域。
徐蕓莉等92;研究了氟硅改性丙烯酸乳液的合成,通過合理選擇含氟硅單體及聚合工藝,先合成氟硅預聚體,再以丙烯酸樹脂為主鏈,將氟硅預聚體接入丙烯酸樹脂中,從而研制出高耐候性、高耐沾污性、高保色性、低污染性、良好的性價比、綜合性能優(yōu)異的乳液,具有很大的市場發(fā)展空間。房俊卓等941;通過熱分解引發(fā)體系,用有機氟單體對丙烯酸樹脂進行改性,合成了綜合性能優(yōu)異的氟改性丙烯酸乳液,且用其配制成外墻涂料,可獲得良好的防污自潔性能。
蔡國強等944;利用叔碳酸酯對水解的屏蔽作用來提高涂料的耐光性及附著力,在共聚物組分中引入叔碳酸縮水甘油酯(4G 4 H二甲基H 4 H庚基羧酸基縮水甘油酯),提高了涂料的耐光性,可獲得窄的相對分子量分布,增加樹脂在有機溶劑中的溶解性,降低黏度,提高涂料的固體含量,增加漆膜的豐滿度。張燕等940;用一種氟碳改性劑對由甲基