弹性丙烯酸酯类乳液的研究进展

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1、弹性丙烯酸酯类乳液的研究进展刘勇旭李良波孟平蕊（济南大学化学化工学院，250022）弹性丙烯酸酯类乳液是指加入适量的软单体以降低Tg（玻璃化温度），并且利用加入的功能单体或低聚物所带有的特殊官能团的相互作用形成醚键、酯键或者酰胺基团，或者通过双键之间的加成作用形成大分子链的C-C键，形成具有微交联结构的一类丙烯酸酯乳液［1］。与普通的丙烯酸酯类乳液相比，弹性丙烯酸酯类乳液具有更低的Tg，低温成膜后，涂膜具有一定回弹性，拉伸强度大，不易开裂。丙烯酸酯类乳液具有优良的耐候性、耐碱性、抗紫外光性和机械性能等，广泛用于涂料中，在其他勾缝材料、黏贴材料、塑料中也有应用。目前应用最广的弹性丙烯酸酯类乳液主

2、要有纯丙烯酸酯乳液、苯乙烯改性丙烯酸酯乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液。的应力-应变关系曲线，发现具有核壳结构的乳胶粒子所形成的涂膜力学强度较高，并由此推断其原因是在核和壳的界面上，存在着P（MMA-EA）共聚物过渡结构。这一中间过渡结构可以改善核和壳层之间的结合状态，并起到分散应力的作用，宏观上则表现为材料的力学强度得到提高。1.2多元丙烯酸酯乳液多元丙烯酸酯乳液［2］是指在二元丙烯酸酯乳液的基础上引入一种或多种功能单体，制得一种微交联的弹性乳液。N-羟甲基丙烯酰胺（NHAM）和丙烯酸季戊四醇酯是主要的微交联功能单体［1］。由于NHAM亲水性较强，在物理上很难与油性的丙烯酸酯类单体混合，而更倾向

3、于在水相中均聚，起不到微交联作用，反而降低了耐水性。因此一般加入其它功能单体，如（甲基）丙烯酸、丙烯酸-β-羟乙酯等与NHAM共同完成交联作用。丙烯酸季戊四醇酯［4］是一种性能较好的交联单体，但由于其在丙烯酸酯乳液中存在较难乳化的问题而使其使用受到限制。陈立军等人［5］采用N-羟甲基丙烯酰胺为自交联单体，聚马来酸钠为保护胶体，制备自交联乳液。对影响聚合物乳液性能的数个因素进行研究，结果表明：当丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为3∶2，非离子乳化剂（OP-10）和阴离子乳化剂（DSB）的质量比为3∶1，引发剂质量为0.6%，自交联单体质量为2%，保护胶体质量为0.4%时，可制得高弹性自1纯丙烯

4、酸酯类乳液1.1二元丙烯酸酯乳液二元丙烯酸酯乳液［2］是指以丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类作为反应单体，不加任何功能单体的丙烯酸酯类乳液。此类乳液的各方面性能较差，故一般不实用，而是主要用于对乳液聚合和乳液性能的科学研究。沈宁祥等人［3］研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/聚丙烯酸乙酯（PEA）核壳型共聚物、P（MMA）/P（EA）乳液共混物和P（MMA-EA）无规共聚物所形成涂膜[收稿日期]2011-01-24摘要：介绍了弹性丙烯酸酯类乳液的性能和特点。着重论述了3种应用最广的弹性丙烯酸酯类乳液：纯丙烯酸酯乳液、苯乙烯改性丙烯酸酯乳液、有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成方法和性能特点。关键词：弹性乳液

5、；丙烯酸酯乳液；合成中图分类号：TQ325.7文献标识码：A文章编号：1009-1696（2011）03-0027-03专论综述28上海涂料第49卷交联乳液，克服了常规乳胶涂膜导致基层墙面开裂的弊端。朱殿奎等人［6］以含有不饱和双键的水性聚氨酯型高分子离聚体作乳化剂，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或异辛酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸为共聚单体，以反应性官能团共聚单体M-A和M-B为交联剂，以亚硫酸钠、过硫酸钾为引发剂，制备了核壳型室温自交联丙烯酸酯乳液。研究结果表明：当核层交联剂共聚单体M-A的质量分数达3%时，交联度接近90%，继续增加M-A的比例并没有使交联度有明显的提高；当M-A质量分数

6、为3%、壳层单体质量分数为40%、核层双官能团单体质量分数为1%时，是制备自交联乳液的较佳条件。此条件下，核壳乳液膜的拉伸曲线呈现为橡胶性质，在-10~30℃的温度范围内，拉伸强度和断裂伸长率仅有微小的变化。以及以BA为核，St为壳的软核硬壳的苯丙乳液。通过对其性能研究发现：核壳乳胶粒子的粒径大小和聚合物所处核壳位置，对聚合物的机械性能有重要影响。当以BA为壳时，乳胶膜硬度随着其粒径的减小而增大；当以St为壳时，乳胶膜硬度随着其粒径的增大而增大。周谋志等人［12］以苯乙烯为硬核，丙烯酸丁酯为软壳，同时加入适当的功能单体，利用半连续种子乳液聚合，制得延伸率高、成本低、抗拉强度良好的高弹性苯丙核壳

7、乳液，形成内亲水、外疏水、内硬外软的异相结构。该乳液膜既保持了苯乙烯的耐水性、刚性，又具有良好的柔韧性、黏结性和低温成膜性。刘希刚等人［13］采用种子乳液聚合的方法，制成一种具有核壳结构的苯丙乳液。研究了种子乳液用量、软/硬单体配比、丙烯酸、乳化剂、引发剂等因素对乳液聚合反应、乳液稳定性及涂膜性能的影响。结果表明：当种子乳液用量在12%~14%时，种子乳液中单体配比以St∶MMA∶BA=8∶5∶7