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针对醋酸乙烯酯乳液防水性能差的缺点,通过对聚合物分子及乳胶粒的结构设计,制备了有机硅氧烷、双丙烯酸酯及二者复合交联改性的三种室温自交联核/壳结构醋苯丙乳液。
采用半连续种子乳液聚合方法,制备了醋酸乙烯酯(VAc)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)三元乳液共聚体系,研究了乳化剂的最佳用量和配比、核/壳单体质量比、引发体系、聚合温度等典型配方及聚合工艺参数。
对二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)改性的乳液进行了研究。实验结果表明,在TPGDA的最佳用量2%(质量比,下同)下,涂膜的最低吸水率为9.5%,并且,随VAc用量的增多,乳液防水性能下降。虽粒径分析显示乳液聚合过程中没有生成新的乳胶粒子,粒径分布窄,但TEM照片发现乳胶粒具有不完善的半月形核/壳结构,而且聚合稳定性较差,因此乳液的防水性能提升不大。
制备了有机硅交联单体3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(Z-6030)改性的醋苯丙乳液。采用了氧化还原引发体系与控制pH值为中性,避免了有机硅氧烷产生凝胶。红外光谱显示交联单体参与共聚完全,无残留双键反应基团,聚合物分子链上成功引入了疏水的Si-O-Si链节。TEM照片中乳胶粒呈现明显的核/壳结构。乳液的粒径分析结果表明该聚合工艺下无二次成核产生的新粒子,乳胶粒粒径分布狭窄。当Z-6030的用量为4%时,涂膜吸水率可降至6.5%。
利用了TPGDA、Z-6030对醋苯丙防水乳液进行复合交联改性。实验过程几乎没有生成凝胶,红外光谱检测两种交联单体均进入共聚物链段且反应完全,TEM照片中的乳胶粒为明显的核/壳结构,粒径分析发现乳胶粒粒径分布狭窄,涂膜的吸水率仅为6.0%。防水性能优于传统的苯丙乳液。
本工作的目的在于,在苯丙乳液的基础上添加一种价格低廉的亲水性单体VAc,为了避免它对乳液防水性能的不良影响,采用了核/壳结构乳胶粒技术与室温自交联技术相结合的改性手段,改性效果理想。