改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液的合成研究

摘要

阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在金属表面处理、造纸工业、污水处理及涂料染色方面应用广泛，但其胶膜在耐水性、耐酸碱性和机械性能方面存在不足，限制了其使用领域的拓展及进一步的应用。
　　 本论文要通过添加改性物质来改善阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在性能方面的不足。首先采用乳液聚合技术制备了性能优异的阳离子丙烯酸酯共聚物乳液，并系统地研究了聚合工艺、乳化剂种类和配比及用量、引发剂种类及其用量、功能性单体种类、硬单体种类及软硬单体配比的变化对乳液性质的影响；探讨了阳离子聚合物乳液的稳定性、粘度、单体转化率、最低成膜温度、涂膜的吸水率及涂膜的机械性能等性能。结果表明：当Tg=25℃(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、NMAM的质量分数为59.75％、37.34％、2.91％)时，乳液的吸水率1.39％，收率99.65％，粘度15.57s，最低成膜温度52℃，附着力1级，冲击强度50kg·cm-1，柔韧性1级，耐水性和稳定性都较好。
　　 其次选定环氧树脂和有机硅树脂为改性物质，制备了改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液。结果表明：当环氧树脂的加入量为15％时，乳液的固含量为35％、加入固化剂后得到的乳液吸水率7.98％，收率93.4％，粘度23.18s，交联度74.96％，最低成膜温度20℃，附着力1级，冲击强度50 kg·cm-1，硬度0.77，具有优良的稳定性。
　　 最后在环氧树脂为改性物的条件下，采用微乳液聚合方法和细乳液聚合方法两种聚合工艺，制备了改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液。结果表明：采用微乳液聚合工艺所得的阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在吸水率、稳定性和硬度方面都具有较好性能。