纳米海泡石改性核壳丙烯酸酯胶粘剂

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1、浙~2r-~or_大学学报，第26卷，第3期，2009年5月JournalofZh~iangSci—TechUniversityVo1．26，No．3，May2009文章编号：1673—3851(2009)03—0322—04纳米海泡石改性核壳丙烯酸酯胶粘剂吴利，骆祥伟，方小兵。胡国糅(浙江理工大学材料与纺织学院，杭州310018)摘要：采用纳米海泡石对涂层用核壳丙烯酸酯胶粘剂进行共混改性，制得海泡石／丙烯酸酯复合乳液。采用热重法(TG)对改性前后胶粘剂的热性能进行了研究，并测试了复合材料粒径分布及涂层性能。结果显示：海泡石用量在3‰以内粉体分散

2、效果较好，能够提高丙烯酸酯胶粘剂的热稳定性，并提高了涂层粘接力，使涂层粘连性提高到1级。关键词：海泡石／丙烯酸酯；纳米复合材料；胶粘剂；热稳定性；粒径分布；粘连性中图分类号：TB332文献标识码：A0引言在建筑领域，丙烯酸酯胶粘剂常用做玻璃纤维网格布的表面涂层剂，在网格布表面形成保护膜，以提高其强力、耐碱性等[1]。目前国产的普通丙烯酸酯胶粘剂还不能很好地解决涂层柔软性与粘连性之间的矛盾，当涂层满足柔软性的同时，网格布在退卷时层与层之间易发生粘连。将丙烯酸酯乳液粒子制成核壳结构，一定程度上改善了其粘连性，但有待于进一步改性。采用纳米改性剂对其进行

3、改性是可行的方法之一。纳米改性剂是指颗粒尺寸在纳米量级(1~100nm)的超细材料[2]，利用无机纳米改性剂改性聚合物乳液，制得的无机／聚合物纳米复合材料综合了无机、有机和纳米材料的优异性能，引起了国内外科学工作者的广泛关注引。海泡石是一种富镁的纤维状硅酸盐粘土矿物，沿纤维延长方向存在着定向孔道，表面多沟槽，具有较强的吸附性、流变性、极性，对有机质具有很强的亲和力[4]。据报道，纳米海泡石添加到涂料中，能为涂料提供合适的粘度和流变性能、良好的光泽、平滑性以及热稳定性[6]。但将海泡石用于玻璃纤维网格布涂层剂改性尚鲜见报道。本文选用纳米海泡石与核壳

4、结构的丙烯酸酯胶粘剂进行共混，制备海泡石／丙烯酸酯纳米复合材料，并采用粒径分析、热重分析等手段对其进行表征和分析。1实验1．1实验原料及仪器核壳丙烯酸酯胶粘剂(浙江理工大学合成实验室合成)；纳米海泡石(湘潭鸿雁海泡石有限公司，共混前在干燥器中放置2周以上)；超声波振荡器(上海声源仪器设备有限公司)；强力电动搅拌器(常州国华电器有限公司)；JA2003型上皿电子天平；100mL单口烧瓶。1．2海泡石／丙烯酸酯纳米复合材料的制备分别称取5份核壳丙烯酸酯乳液置于单口烧瓶中，每份重量100g。纳米海泡石质量分数分别为乳液的1％o、2％0、3％0、4‰、5

5、‰。将海泡石粉体分别加入烧瓶内，然后将烧瓶置于超声波振荡器内分散30rain，再用收稿日期：2OO8一O9一O8作者简介：吴利(1982一)，女，四川南充人，硕士研究生，主要从事纺织材料结构与性能研究。第3期吴利等：纳米海泡石改性核壳丙烯酸酯胶粘剂323强力搅拌器高速搅拌3h，转速为1500r／rain以上，利用搅拌机强大的剪切力把纳米粉体均匀分散在乳液中，即得海泡石／丙烯酸酯纳米复合材料。1．3测试与表征采用德国Netzsch公司TG209热重仪，对改性前后丙烯酸酯胶粘剂试样的热稳定性进行了分析。TG测试条件：50~700℃，气氛为高纯氮气，流

6、量20mL／min，升温速度10℃／min，样品质量1～2mg。采用日本HORIBA公司LB-550型激光纳米粒度分析仪测试复合材料的粒度及粒度分布。涂层粘接力测试。将2片30mmX200mm的网格布均匀涂上乳液后叠加粘合在一起，平铺于玻璃板上，置于电热烘箱内于105℃下烘5min，取出后于室温下采用BLD-100S型剥离强度测定仪进行180。剥离强度测试。拉伸速度为200mm／min，单位kN／m。涂层粘连性测试。将3块10cm×10cm的网格布涂层后叠加在一起，置于电热烘箱内，于60℃下保温24h，取出后进行脱离实验。本文自定义粘连等级如下：

7、网布能自由剥离或轻轻抖动能自由剥离者为1级；用手轻轻撕裂便很容易剥离者为2级；用手很难剥离者为3级。2结果与讨论2．1粒度分析纳米海泡石与核壳丙烯酸酯乳液的粒径差别很大，两者共混前后粒径分布图见图1，粒径分布数据见表1。161412黍一海1一一～量用塑一一O刚一1一2一3～一4～一5鎏60400800l0001400l8002200直t~Jnm一海泡石0％一海泡石1％。，一海泡石2％一海泡石3％。，—一海泡石4％q—一海泡石5％。图1海泡石／丙烯酸酯复合乳液粒径分布图由图l和表1可知，核壳乳液与纳米海泡石共混前粒径分布范围为17．1～150．3n

8、m，中位径为56．7nm，平均粒径为64nm。随着纳米海泡石用量的增加，乳液体系平均粒径增加，粒径分布也变宽。当海泡石用量在3‰以内时，