新型含硅丙烯酸酯乳液的制备及拒水应用

采用半连续种子乳液聚合法,以多乙烯基硅油〔Si(Tri)〕、γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(TRIS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA)为引发剂,阳离子型乳化剂十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化铵(OATAC)和非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯基醚(DNS500)为复配乳化剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂,制备出具有核壳结构的含硅丙烯酸酯乳液型拒水剂。研究了有机硅组分中Si(Tri)与TRIS的配比、GMA用量以及有机硅组分用量对乳液常规性能、乳胶膜对水接触角、吸水率以及整理后棉织物拒水效果的影响。结果表明,所合成的含硅丙烯酸酯乳液具有明显的核壳结构;当w(Si)=30%,m〔Si(Tri)〕∶m(TRIS)=25∶75,w(GMA)=2%时,乳胶膜的对水接触角为115.75°,吸水率为3.23%(12 h),整理后棉织物的淋水评分达到90分,拒水效果优异。     

阳离子型聚甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷乳液的制备及应用研究

以γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(TRIS)为原料、十八烷基聚醚丙烯酸酯三甲基氯化铵和烷基酚聚氧乙烯基醚为复合乳化体系、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发剂,采用预乳化乳液聚合反应,制备了阳离子型聚甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(PTRIS)乳液。探讨了预乳化方法对单体预乳化液粒径和稳定性的影响;采用正交实验考察了引发剂用量、乳化剂用量、反应温度、反应时间对乳液性能的影响;采用红外光谱对聚合物结构进行表征,并研究其表面性能。结果表明,采用机械搅拌辅助超声均质的方法能获得粒径为229.4 nm、放置30天不分层的单体预乳化液;其乳液聚合反应的最佳条件为:引发剂用量为单体质量的0.75%、乳化剂用量为单体质量的3%、反应温度为75℃、反应时间为4 h,在此条件下制得的PTRIS乳液外观均匀、单体转化率达到94.8%、无凝胶生成、平均粒径357.5 nm、多分散系数0.145、Zeta电位20.2 m V、稳定性良好;经阳离子型PTRIS乳液整理的棉布对水的接触角达135°,对二碘甲烷的接触角达117°,表面能为3.82 m N/m,具有优异的疏水疏油性能。     

种子乳液聚合法制备有机硅改性聚丙烯酸酯乳液

采用核壳乳液聚合技术,以端乙烯基硅油与丙烯酸酯类单体共聚,合成了有机硅改性聚丙烯酸酯乳液.考察了乳化剂类型、比例、用量以及甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基硅油的用量对乳液聚合稳定性及乳液性能的影响.结果表明,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和辛基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)复配可产生协同效应,且m(SDBS):m(OP-10)=2、质量分数为3%～4%(相对于单体总质量)时,乳液的稳定性好;甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量分数小于4%、端乙烯基硅油的质量分数小于8%时,乳液的聚合稳定性较好;随着甲基丙烯酸用量的增加,乳液的聚合稳定性增加,乳胶粒粒径变小.     

高速剪切乳化法制备硅油乳液

以二甲基硅油(1 000 mPa·s)为主要原料,非离子型表面活性剂NP-4和吐温-80复配为乳化剂,天然高分子明胶为稳定剂,采用高速剪切乳化法制备了水包油型(O/W)硅油乳液。考察了乳化剂HLB值及用量、硅油含量、稳定剂用量、乳化温度、剪切速度、剪切时间等制备条件对硅油乳液性能的影响。确定了最佳工艺条件为:在乳液体系中w(硅油)=35%,w(乳化剂)=10.5%,w(稳定剂)=0.3%;乳化温度35℃,剪切速度11 000r/min,剪切时间10 min。在上述工艺条件下,所制得的硅油乳液外观呈白色、细腻、均一的液体,具有良好的分散性和稳定性,乳液平均粒径为1.2μm左右,乳液固体质量分数为46%左右。     

有机氟硅改性苯丙乳液的合成及疏水性能

采用连续乳液聚合法合成了有机氟硅改性苯丙乳液,研究了乳化剂、MBFA-12、DB-151用量对乳液稳定性的影响。结果显示,乳化剂用量为0.8%~1.0%(m/m),m(MBFA-12)∶m(DB-151)=1∶1,用量各为4 g时,合成的氟硅改性苯丙乳液具有良好的稳定性。其涂层与水的接触角为128.5°,具有超疏水性。合成的氟硅改性苯丙乳液在建筑防水涂料、油水分离等领域中具有一定应用前景。     

丙烯酸酯乳液的合成及改性研究

以丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)为功能单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为交联单体和十二烷基硫酸钠(SDS)/乳化剂(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用核/壳种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯共聚乳液;然后在壳层聚合时寸加入HEMA,并用乙烯基有机硅进行改性,制得硅丙乳液。结果表明:当m(SDS):m(OP-10)=3:2、w(复合乳化剂)=3.4%、w(引发剂)=0.82%、w(HEMA)=3.5%、聚合温度为80℃以及聚合中期加入6.8%乙烯基硅油至壳单体中时,硅丙乳液及其胶膜的稳定性、耐水性和力学性能俱佳。     

聚硅氧烷有机硅拒水剂的制备与应用

以氢氧化钾(KOH)为催化剂,八甲基环四硅氧焕(D4)为单体,80℃制备了聚硅氧烷种子细乳液;正硅酸四乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的混合水解液为改性剂;采用饥饿态半连续种子乳液聚合法,制备出具有良好柔顺性的复合型有机硅拒水剂。探讨了催化剂和改性剂的添加量对拒水效果的影响。通过对棉布接触角和淋水试验的测试,得出了该拒水剂的最佳使用浓度为1.0%,处理后棉织物与水的接触角可达105.2°,淋水试验评分达到95分,表明该拒水剂具有良好的拒水效果。     

水性涂料印花黏合剂的合成与性能研究

以丙烯酸异辛酯(2-EHA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯腈(AN)和丙烯酸(AA)为主要原料,以反应性阴/非离子型乳化剂(HS-10/OP-10)为复合乳化剂、Dow Corning-346为有机硅助剂和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂,采用半连续滴加预乳液的乳液聚合方法,制备了水性丙烯酸酯类涂料印花黏合剂。探讨了单体、乳化剂和交联剂等对黏合剂性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)法鉴别出国外同类产品中所用助剂的品种及含量。研究结果表明:当m(HS-10)∶m(OP-10)=2.2∶1、w(GMA)=3%、w(BA)=40%、w(2-EHA)=20%、w(EA)=14%、w(AA)=3%、w(AN)=20%和w(Dow Corning-346)=3%时,相应涂料印花黏合剂的综合性能与国外同类产品相当。     

核/壳型含硅苯丙乳液的合成与研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)为核单体,丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为壳单体,制备出具有核/壳型结构的含硅苯丙乳液。采用激光粒度分析法、差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FT-IR)法和透射电镜(TEM)等测试手段,研究了软硬单体配比、乳化剂、引发剂和交联剂KH-560用量对乳液及其胶膜性能的影响。研究结果表明,当w(引发剂)=0.5%、m(BA)∶m(St)∶m(MMA)=1.5∶0.5∶1.0、w(混合乳化剂)=3.0%和w(KH-560)=16%时,制取的含硅苯丙乳液稳定性好、平均粒径小且分布较窄,适度交联可提高乳胶膜的耐水性和硬度。     

自交联型水基丙烯酸酯胶粘剂的合成与性能研究

以BA(丙烯酸丁酯)、MMA(甲基丙烯酸甲酯)、AA(丙烯酸)和HPA(丙烯酸羟丙酯)等作为主要单体,GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)作为交联剂,采用半连续乳液聚合法制备了自交联型水基丙烯酸酯胶粘剂乳液,并将其应用于PVC(聚氯乙烯)/织物的粘接。研究结果表明:当m(软单体)∶m(硬单体)=5∶5、w(复合乳化剂)=3%⁴%、w(引发剂)=1.0%和w(GMA)=4%(均相对于总单体质量而言)时,胶粘剂乳液的综合性能相对最好,其平均粒径为126.8 nm、乳液稳定性良好、胶膜吸水率(4.23%)相对较低、耐热性相对较好且PVC/织物的剥离强度(28.3 N/25 mm)相对最大。     

碱溶性核/壳型丙烯酸酯胶粘剂乳液的合成研究

以反应型阴/非离子乳化剂(DNS-86/ANPEO-10)为复配乳化剂、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA)为混合羧基单体、丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为混合交联单体等,采用半连续种子乳液聚合法合成了核/壳型碱溶性丙烯酸酯乳液。讨论了反应型乳化剂、羧基单体及交联单体等对丙烯酸酯乳液胶粘剂性能的影响。结果表明:各种功能单体、反应型乳化剂均参与了共聚反应,并且相应基团的红外光谱(FT-IR)特征吸收峰比较明显;当w(DNS-86+ANPEO-10)=2.5%且m(DNS-86)∶m(ANPEO-10)=1.0∶(1.0～1.5)、w(AA+MAA)=8%且m(AA)∶m(MAA)=2∶3、m(HEA)∶m(GMA)=1.5∶1且w(HEA+GMA)=4%～5%时,采用核/壳聚合工艺制备的乳液胶粘剂,其耐水性及碱溶性良好,并且其综合性能相对最佳。     

有机硅及纳米二氧化硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成和性能

采用无皂乳液聚合技术和溶胶凝胶技术,合成了有机硅及纳米二氧化硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液,并采用红外光谱和透射电子显微镜对其结构进行表征。研究结果表明,当w(烷基乙烯基磺酸盐)=3.5%,w(乙烯基硅油)=8%,w(KH-570)=9%,w(正硅酸乙酯)=6%时,乳液和膜的综合性能最优。随着乙烯基硅油用量和KH-570用量增加,膜的耐水性增大。当w(正硅酸乙酯)=6%时,膜的抗张强度为5.98 N/mm2。     

自交联丙烯酸酯乳液型压敏胶的制备与性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)为软单体、醋酸乙烯酯(VAc)为硬单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为自交联单体和丙烯酸(AA)为功能单体,采用预乳化半连续乳液聚合法制备了自交联丙烯酸酯乳液型PSA(压敏胶),并探讨了软/硬单体质量比、引发剂掺量、乳化剂掺量和自交联单体掺量等对PSA粘接性能的影响。研究结果表明:随着GMA掺量的增加,凝胶含量逐渐增大;当m(BA)∶m(VAc)=85∶15、w(AA)=2%、w(引发剂)=0.9%、w(乳化剂)=0.8%和w(GMA)=6%(均相对于软硬单体总质量而言)时,制得的PSA具有相对最好的粘接性能和耐高温性能。     

影响乳化硅油颗粒度因素的考察

以二甲基硅油为主要原料,非离子表面活性剂复配制备乳化硅油,考察了乳化剂用量、乳化时间、乳化温度、pH、搅拌速度、乳化水温度和乳化方法等工艺条件对乳化硅油颗粒度的影响。结果表明,在50～90℃,乳化温度对乳液粒径影响不显著;乳化剂用量、乳化时间、pH、搅拌速度和乳化方法对乳液的粒径均有影响。w(乳化剂)=7%,乳化时间45min,乳化温度80℃,乳化体系的pH≈6,在1200r/min的搅拌速度下采用乳化剂在油中法,制得了平均粒径为1.561μm,折光率为1.403,表观黏度216mPa.s的固体份质量分数为30%的硅油乳液。应用文中所述的工艺条件,脱膜剂厂家制备出了性能优良的乳化硅油脱模剂产品。     

核壳乳液的合成及对蔗渣纤维的疏水化改性

采用半连续种子乳液聚合法,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为阳离子乳化剂,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(AIBA)为阳离子引发剂,制备阳离子乳液。研究了乳化剂用量、引发剂用量、保温时间以及反应温度条件对乳液性能的影响。结果表明:在反应温度80℃、乳化剂用量为单体质量的6%、引发剂用量为单体质量的0.5%、保温时间为2 h时,单体转化率达到98.03%,核壳结构由透射电镜、纳米激光粒度仪表征,结果表明:乳胶粒子的平均粒径为57.21 nm,粒径分布窄(PDI=0.051),乳液的Zeta电位为47.62 m V。利用该乳液对蔗渣纤维进行表面疏水改性,并进行亲水性测试,结果表明,改性后蔗渣纤维接触角由0°提高至98°,疏水改性效果明显。     

聚合工艺条件对含氟涂膜表面性能的影响

运用种子乳液聚合法制备了较高性价比的含氟乳液。FTIR光谱和DSC测试表明,含氟单体参与了聚合反应。运用KrussK12型动态表面能分析仪,测定聚合工艺中以不同用量的乳化剂、引发剂、含氟单体、N 羟甲基丙烯酰胺(N MA)在不同的单体滴加速度下合成的乳液涂膜对水和十六烷的接触角,结果表明,w(乳化剂)=3 5%、w(引发剂)=0 45%、w(N MA)=4%、聚合物中x(F)=14%时,乳液涂膜对水和十六烷的接触角较佳,对水的接触角达115°,涂膜表现出良好的表面性能。     

食品级高效有机硅消泡剂的制备

以复配二甲基硅油、二氧化硅为主要原料,添加复配乳化剂制备了高效稳定的食品级乳液型有机硅消泡剂,研究了复配硅油质量比、黏度及用量,二氧化硅种类及用量,复配乳化剂HLB值及用量对消泡剂的消泡性能、水分散性和乳液稳定性的影响。结果表明:较佳配方为,黏度1 000与500 m Pa·s的二甲基硅油按质量比5∶3复配,硅膏用量17%(二甲基硅油用量16%、疏水型气相法二氧化硅用量1%),Span 60、Tween 60和Span 20复配的HLB值为8的乳化剂用量6%,此配方制得的有机硅消泡剂消泡性能优良且水分散性、乳液稳定性好,有望在食品行业逐步取代聚醚消泡剂。     

聚丙烯酸酯涂料印花黏合剂的合成与性能研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异辛酯(EHA)为软单体、丙烯酸(AA)为功能单体和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为交联单体,采用预乳化法合成出一种聚丙烯酸酯涂料印花黏合剂。讨论了单体滴加方式、预乳化液滴加时间、阴/非离子型乳化剂配比及用量、交联剂和各单体用量等对该黏合剂乳液性能的影响。结果表明:当w(BA)=15%、w(EHA)=8%、w(MMA)=20%、w(NMA)=3.0%、滴加时间为2.5 h、复合乳化剂中m(SDS):m(OP-10)=1:2且w(复合乳化剂)=6%时,该黏合剂乳液具有优良的综合性能,能够满足织物印花的使用要求。     

有机硅消泡剂的制备

以二甲基硅油、气相法白炭黑为原料制得硅膏,以Span-80与Tween-80复配物为乳化剂,进一步制得有机硅消泡剂。实验研究了硅油黏度、白炭黑用量、乳化剂用量及乳液类型对消泡剂性能的影响。结果表明,黏度为500 m Pa·s和1 000 m Pa·s的二甲基硅油按质量比2∶1进行复配,硅膏中白炭黑质量分数5%,乳化剂(以Span-80和Tween-80复配制得,HLB值为9)质量分数为7%,以此配方制得水包油(O/W)型有机硅消泡剂,消泡性能优良、乳液稳定性好。     

硅油乳液的制备及乳化条件的研究

以1 000 mPa·s硅油为主要原料,研究了乳化剂HLB值与配方的选择及硅油乳液的制备中乳化方法、乳化时间、乳化温度和pH等乳化条件的选择,得到较佳工艺为w(复配乳化剂)=6%,采用剂在油中法,乳化温度70℃,乳化时间共40 min,乳化体系的pH保持在6左右.制备的硅油乳液固含量约为30%,乳液外观为均匀、细腻的乳白色黏性液体.