羟基丙烯酸酯树脂乳液的合成研究

摘要

随着国家和公众对环保的重视，传统的溶剂型涂料已经受到限制，人们逐渐倾向于使用环保即低有机物挥发性涂料。水性丙烯酸树脂聚氨酯涂料兼具了聚氨酯涂料和丙烯酸乳液的优点，同时克服了两者的弱点，其应用范围领域相当广泛，逐渐受到人们的重视。水性丙烯酸树脂聚氨酯涂料由水性多异氰酸酯固化剂和水性丙烯酸树脂多元醇两种组分构成，其中丙烯酸多元醇中的羟基丙烯酸树脂乳液因其环保、合成工艺简单、原料易得和成本较低等优点成为研究热点。
　　实验采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸正丁酯（BA）、丙烯酸（AA）和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）作为聚合单体，使用阴、非离子乳化剂复配，过硫酸铵（APS）作为引发剂，制备出性能良好的羟基丙烯酸树脂乳液。将自制的羟基丙烯酸乳液与拜尔水性多异氰酸酯固化剂2655或304组合成水性丙烯酸树脂聚氨酯涂料。
　　实验过程中分别考察了聚合工艺和配方组成对乳液及树脂涂膜的影响，得出以下结论：当采用阴离子型乳化剂PCA078和反应型非离子乳化剂ER30按照质量比1∶2复配作为乳化体系，乳化剂用量为单体总质量的2.5％，聚合温度控制83℃~86℃，引发剂用量为单体总质量的0.4%~0.5%之间，羟基含量为单体总质量的2%左右，AA的用量为单体总质量的2.5%时，制得的羟基丙烯酸树脂乳液性能优异，其与拜尔异氰酸酯固化剂2655以n(NCO)/n(OH)为1.5∶1的比例混合交联时，涂膜的性能优异。
　　红外光谱图表明实验所用单体都参加了反应，水性异氰酸酯固化剂与自制羟基丙烯酸乳液发生交联反应成膜；差热式量热扫描分析表明所合成乳液的玻璃化转变温度符合预期；热重分析表明涂膜具有优异的热稳定性，且具有两种组分；激光粒度分析表明合成的乳液粒径较小且粒径分布均匀集中。

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