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聚丙烯酸酯类乳液因具有优异的成膜性能,良好的保光性、合成容易和价格便宜等优点,在涂料行业得到广泛应用,但由于是聚丙烯酸酯分子为线形结构,缺少交联点,且由于侧基是亲水的极性基团,使得涂层具有一定的透水性,使涂膜性能下降.另一方面,由于有机硅分子具有低表面张力、特殊的柔顺性和化学惰性、低玻璃化温度以及耐水、耐温、耐候等性能等优点,因此采用有机硅分子对水性丙烯酸酯类乳液改性,可以有效地结合有机硅聚合物与丙烯酸树脂各自的优点,得到具有高耐候性、耐水性和耐粘污性的乳液基料.由于丙烯酸乳液中有水的存在,有机硅分子易水解,影响了有机硅的活性,尤其是当有机硅含量较大时,会在乳液聚合过程中产生大量凝聚物,使反应无法继续进行.本实验采用采用半连续法,通过不易水解的含乙烯基官能团的有机硅功能单体与丙烯酸酯类单体先进行乳液聚合,然后与八甲基环四硅氧烷(D4)进行Stober反应,解决了合成过程中有机硅氧烷的水解缩合问题,制备出嵌段或核壳结构共聚物,进行了红外、DSC和SEM表征.合成设计了有机硅单体含量为0％、C.7％、11.7％、14.2％、16.7％、21.7％的乳液,最高含量超过20％,远大于目前市售产品,考察了有机硅单体含量对树脂乳液的耐水性、拉伸性能、凝胶率、附着力、柔韧性、耐冲击等性能的影响.(1)随着有机硅含量的增加,有机硅改性丙烯酸树脂的吸水率呈现降低再缓慢升高的趋势.乳液制成的漆膜在淡水中浸泡12h,有机硅含量为0％的样品其吸水率为21％,而有机硅含量为16.7％的样品其吸水率为10.2％,浸泡24h和36h的测试结果展现出相类似得结果.这是由于引入了有机硅后,聚合物分子主链外存在的非极性有机基团与水分子中氢原子的排斥作用,使聚合物有良好的憎水性,有效的阻止了水分子的侵入,耐水性能得到显著增强.然而当有机硅含量达到21.7％时,吸水率有有升高趋势,这可能由于硅单体之间存在自聚反应,导致在涂层聚合过程中,这些自聚物会形成较大的缺陷,进而导致漆膜耐水性能下降.(2)随着硅含量的增加,有机硅改性丙烯酸树脂的抗拉伸性能表现为先增加后降低的趋势,在有机硅含量为11.7％时的拉伸效果最佳,表明通过含有有机硅单体的引入,在原有的丙烯酸单体交联的基础上,引入了其他交联基团,提高了整体上的交联密度,从而使得丙烯酸乳液的拉伸性能上升.随后其性能下降,其降低原因和吸水率性能类似.(3)随着硅含量的增加,有机硅改性丙烯酸树脂的凝胶率上升,这是D4进行开环反应的同时也会发生自聚交联,因而再合成的过程中,会导致乳液凝胶率的上升,不利于乳液的制备合成.有机硅单体含量为14.2％时凝胶率为0.54％.(4)随着硅含量的增加,有机硅改性丙烯酸树脂的附着力有所降低,但柔韧性、硬度和耐冲击影响很小.由于丙烯酸乳液中含有有机硅基团,其表面能较低,不利于乳液的平铺和渗透,导致其附着力性能降低,达14.2％含量时,附着力为2级.综上所述,当有机硅单体含量为14.2％时整体性能最佳,此时,其附着力为2级,吸水率12h为11.3％,凝胶率为0.54％.