《有机硅改性丙烯酸酯聚合物研究进展》.pdf.pdf

首届涂料雨树瞻技术研讨会暨丙烯酸树脂应甩论坛有机碹改性丙婚酸酯聚合物研究进展 0引言作者:付永山’,安秋风,杨刚(陕西科技大学化学与化工学院,西安710021) 摘要:从物理共混和化学改性两个方面综述了有机硅改性丙烯酸酯的方法,重点对缩合(聚)、硅氢加成、自由基共聚进行了介绍,讨论了无皂乳液聚合、壳/核乳液聚合和乳液互穿网络聚合等新型乳液聚合技术,其中性能优异、环保、多功能硅丙聚合物将是未来研究的重点。关键词:有机硅氧烷;丙烯酸酯;乳液聚合;核壳结构聚丙烯酸酯主链由C-C键构成,侧链为羧酸酯基等极性基团,这一结构特征赋予其粘附力强、耐氧化、耐气候老化和耐油等性能特点,但其耐污、耐水、透湿性较差。聚有机硅氧烷(简称有机硅)主链Si-O-Si键为无机结构,侧链为-CH。等有机基团,因而是一类典型的半无机半有机高分子。聚有机硅氧烷,Si-O键能高、内旋转能垒低,分子摩尔体积大、表面能小,导致其具有优异的耐高低温性、疏水性、电绝缘性、生理与化学惰性[1-引。用有机硅氧烷对丙烯酸酯进行改性,可综合二者的优点,改善丙烯酸酯“热粘冷脆”、耐候、耐水等性能,将其应用范围扩大至外墙涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域。 1 有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法 ,利用各组分间的协同效应或互补效应改善丙烯酸酯性能的有效方法之一,聚二甲基硅氧烷的溶度参数6 × 104(J/m3)1/2,聚丙烯酸酯的6 P值在(1. 8—)×104(J/m3)1/2范围,属于典型的互不相容体系。所以,将二者进行简单的物理共混易发生相分离。使用增容剂可改善二者的相容性,实现聚硅氧烷与聚丙烯酸酯体系良好的共混。有机硅与聚丙烯酸酯进行共混的形式有两种:本体共混和乳液共混。对于本体共混, Akito Nakamura等【4]用5份黏度(25。C)为 00mm2/s的高分子量长链烷基硅油Me,SiO (MeC,,H篇SiO)nSiMe。作增容剂,加入到70质量份聚丙烯酸酯与30份平均聚合度为5000的 HO(MeViSiO)nil配成的复合胶中,再加入30份白炭黑,40份硅藻土,5份ZnO,1份硬脂酸, %的二枯氧基过氧化物,捏匀成硅胶。置于模具内,于1 60℃及 ,制成2mm厚的试片,再在150℃下二次硫化4h,其起始拉伸强度为6. 47MPa,经180℃下老化70h后,拉伸强度增至 ;同样条件下,无增容剂的对照橡胶试片, MPa(1 50℃,硫化4h)、(180℃,老化70h)。可见,使用长链烷基硅油作增容剂,不仅可改善聚硅氧烷与聚丙烯酸酯的相容性,而且可有效提高硫化橡胶的物理机械I|生能。对有机硅丙烯酸酯乳液共混体系,Richard 等同研究表明:将增容剂化学接枝到聚硅氧烷或专论与综述聚丙烯酸酯主、侧链上,可显著降低二者相界面张力,改善其互容性;另外向共混乳液体系中加入能抑制聚硅氧烷表面迁移的交联剂或偶联剂亦能改善互容性。范青华等[6】对聚硅氧烷共混改性苯乙烯/丙烯酸丁酯乳液膜的微观形态、力学性能进行了研究,结果表明:共混改性乳液中,聚硅氧烷向膜迁移的程度明显高于向共聚改性乳液表面迁移的程度,而且随聚硅氧烷含量的增加, 共混改