无皂硅丙乳液的合成及其在建筑涂料中的应用

摘要

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)、四甲基四乙烯基环硅氧烷(D4V)、烯丙基羟乙基醚(AOE)为原料,K2S2O8-Na2SO3为氧化还原引发体系,实施自乳化、开环同步进行的自由基无皂乳液聚合,合成了无皂硅丙乳液.通过L9(3)4正交实验优化的单体配比是:当体系pH值为4.5 ～5、K2S2O8与Na2SO3的质量比为2∶1且用量为单体总质量的0.5％时,MAA、AOE、YDH、D4V、MMA的质量比为8∶9∶4∶20∶59,此时聚合反应的凝胶率0.18％.红外光谱证实,D4V已开环且所有单体均已参与共聚反应;热重分析表明,无皂硅丙乳液的热稳定性好,最大热分解温度为449℃;粒度和透射电镜分析表明,乳胶粒平均粒径为158 nm,粒径分布窄(PDI=0.03,1,Zeta=-53.9 mV),具有单分散性;常规性能检测表明,乳液的各项指标均达到国标要求.将硅丙乳液与金红石型钛白粉及各种助剂混合,配成建筑内墙涂料,其涂层的主要性能指标达到或超过国家标准.