以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为主要单体,过硫酸盐为引发剂,采用种子乳液聚合法在反应温度为80℃条件下合成了环保型木器涂料用苯丙乳液。该苯丙乳液性能优良,在硬度、耐水性、光泽等方面满足了木器涂料的要求。
功能性单体的加入方式对乳液的性能影响较大。亲水性单体易在水相中发生均聚反应,控制MAA的加入方式,可有效地抑制MAA在水相的均聚,提高乳胶粒表面的羧基含量。前人研究结果表明,在反应后期加入功能性单体,有利于功能基分布于粒子表面。
实验中采用三种加入方式:即MAA全部作为种子单体加入;MAA在种子单体和外层单体中各加入一半;MAA全部作为外层单体加入。实验发现,MAA全部作为种子单体加入时,聚合反应的稳定性最差,所得乳液外观最差。MAA全部作为外层单体加入,聚合反应平稳,乳液半透明带蓝光,乳液性能最好。因为MAA作为含羧基单体,在形成聚合物乳液的过程中有均匀分布的趋势,因此全部在聚合反应后期加入,可使其更多分布于表面,提高官能团的交联效率。
功能性单体对苯丙乳液的影响:
(1)软硬单体配比为MMA:St:BA=36:25:36,所得乳液硬度高,耐磨性好。
(2) 种子乳液的用量为10%~12%时,所得乳液综合性能最好。
(3) 将新的反应型乳化剂DF-2和非离子乳化剂OP-10复配用于木器涂料用苯丙微乳液的合成,它们产生协同效应,复合乳化剂用量为2%~3%、DF-2与OP-10的比例为2 :1,可以合成固体含量高、性能优良的苯丙微乳液。
(4)羧基功能单体的用量对乳液的聚合稳定性、钙离子稳定性、乳液的粘度和涂膜的吸水率影响明显。功能性单体MAA的用量控制在3%以内,且在聚合反应的后期加入可获得最优的乳液性能。
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