磷酸酯功能单体对苯丙乳液及其水性涂料性能的影响

DAAM对室温自交联纯丙乳液性能的影响收稿日期：2013-04-02以衣康酸二丁酯（DBI）为第1功能单体、双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为第2功能单体，合成了固含量为45%的纯丙乳液，并在室温与己二酰肼（ADH）交联。

通过控制DAAM的用量，制备了一系列的室温自交联乳液，研究了DAAM 用量对乳液和乳胶膜性能的影响。

结果表明，DAAM的加入对乳液和胶膜的各项性能均有一定改善，DAAM的适用量为3%。

标签：功能单体；室温交联乳液；性能1 前言目前丙烯酸酯类乳液在工业中应用极广，但其存在低温易变脆、高温易发粘等缺点，因而在一定程度上限制了其应用[1]。

自交联反应型乳液在乳胶粒子的表面或内部引入具有特殊功能的单体，可开发出具有特殊功能的乳液，如乳液稳定性[2]、乳胶膜耐水性和力学性能以及共聚物玻璃化温度均得到提高[3～5]，在涂料、胶粘剂、皮革等领域应用广泛[6～8]。

本文以BA和MMA为主单体，DBI 为功能单体，并引入第2功能单体双丙酮丙烯酰胺（DAAM），与ADH发生交联反应，合成了室温自交联的丙烯酸酯乳液，研究了DAAM的用量对乳液和乳胶膜性能的影响。

2 实验部分2.1 药品与仪器设备甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业级，上海高桥石化公司；丙烯酸丁酯（BA），工业级，北京东方化工厂；衣康酸二丁酯（DBI），>99%，清新县汉科化工科技有限公司；双丙酮丙烯酰胺（DAAM）、己二酰肼（ADH），工业级，杭州化工有限公司；过硫酸铵（APS），AR，上海国药集团化学试剂有限公司；烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯（10）醚硫酸铵（DNS-86），清新县汉科化工科技有限公司。

热分析仪，DSC 200F33，德国耐弛公司；示差扫描量热器，TA Q100，美国TA公司；透射电子显微镜，TEM-100SX，日本电子公司。

2.2 室温自交联丙烯酸酯乳液的合成将计量的水加入到四口烧瓶中，搅拌升温至（82±2）℃，然后加入计量的预乳化液和引发剂溶液。

摘要目前人们对生活品质的要求在不断提高，绿色环保的理念深入人心，苯丙乳液作为水性涂料的成膜物质具有污染小，成膜温度低，粘结强度高等优点。

但是在耐水性，防腐性，耐磨性等方面存在一些不足，因此对其进行功能化改性受到了广泛的重视。

本文首先综述了近年来石墨烯，有机硅，有机氟，自交联单体等功能性原料改性丙烯酸酯乳液的研究进展，同时详细的介绍了改性后的丙烯酸树脂乳液的应用，并对今后的发展进行展望。

其次利用不同的功能单体对苯丙乳液进行改性，并对制备的乳液的性能进行一系列的分析和研究。

研究结果表明，采用羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼、乙烯基三乙氧基硅烷为交联单体，当羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸含量为5%时，乳液的吸水率达到最低; 双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼比例为1:1时，乳胶膜的交联度最大; 乙烯基三乙氧基硅烷含量为4%时，乳胶膜表现出了优异的耐热性能，且乳液及乳胶膜的综合性能达到最好。

最后采用KH560、KH570和KH590三种硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后通过机械共混的方法将功能化氧化石墨烯添加到苯丙乳液中完成对苯丙乳液的改性。

结果表明，KH560、KH570和KH590添加量分别为0.5%、0.7%、0.3%时，乳液的防腐蚀性能、耐介质性和耐盐雾性能达到最优。

研究还发现，采用反应型乳化剂SR-10，且当叔碳酸乙烯酯和苯乙烯的质量比为1:9时乳液的吸水率最低，乳液和乳胶膜的综合性能最好。

关键词苯丙乳液；自交联；氧化石墨烯；硅烷偶联剂；叔碳酸乙烯酯AbstractIn recent years, people's requirements for quality of life are constantly improving, and the concept of green environmental protection is deeply rooted in people's minds. As a film-forming substance for water-based paints, styrene-acrylic emulsion has advantages of low pollution, low film forming temperature and high bonding strength. However, styrene-acrylic emulsion has some shortcomings in water resistance, corrosion resistance and wear resistance, so its functional modification has received extensive attention.First, the research progress of acrylate emulsion modified by graphene, silicone, organic fluorine and self-crosslinking monomer in recent years were reviewed in this paper. The application of modified acrylic resin emulsion was introduced in detail, and the future development was prospected. Then styrene-acrylic emulsion was modified by different functional monomers, and the properties of the prepared emulsions were analyzed and studied. The results showed that the water absorption rate of the emulsion was the lowest when the amount of hydroxymethylacrylamide/acrylic acid was 5%, using hydroxymethylacrylamide/acrylic acid, diacetoneacrylamide/adipic acid dihydrazide and vinyltriethoxysilane as crosslinking monomers; when the ratio of diacetone acrylamide to diacylhydrazide adipate was 1:1, the crosslinking degree of latex film was the highest; and when the content of vinyltriethoxysilane was 4%, the latex film showed excellent heat resistance, and the comprehensive properties of the latex and the latex film were the best. Finally, three silane coupling agents KH560, KH570 and KH590 were used to modify the surface of graphene oxide, and then functional graphene oxide was added to styrene-acrylic emulsion by mechanical blending to achieve the modification of styrene-acrylic emulsion. The results showed that the anti-corrosion, medium resistance and salt spray resistance of the emulsion were the best when the dosages of KH560, KH570 and KH590 were 0.5%, 0.7% and 0.3% respectively. It was also found that when reactive emulsifier SR-10 was used and the mass ratio of tertiary vinyl carbonate to styrene was 1:9, the water absorption rate of the emulsion was the lowest, and the comprehensive properties of the emulsion and the latex film were the best.Key words Styrene-acrylic Emulsion；Self-crosslinking；Graphene oxide；Silane coupling agent；Vinyl tertiary carbonate目 录摘要 (I)Abstract (III)第章绪论1 (1)1.1 概述 (1)1.2 丙烯酸乳液的功能化改性 (1)1.2.1 石墨烯改性 (1)1.2.2 环氧树脂改性 (2)1.2.3 有机硅改性 (3)1.2.4 有机氟改性 (3)1.2.5 其他方法改性 (4)1.3 自交联单体对丙烯酸乳液的改性 (5)1.3.1 羟甲基丙烯酰胺及其衍生物的交联体系 (5)1.3.2 酮肼的交联体系 (5)1.3.3 甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）交联体系 (6)1.4 功能性丙烯酸乳液的应用 (7)1.4.1 功能性涂料 (7)1.4.2 粘合剂 (7)1.5 展望 (7)1.6 本本本的研究目的及意本 (8)1.7 本本本的本要研究内容 (8)1.8 本论文的本本本本 (8)第2章含氟自交联苯丙乳液的改性及性能研究 (9)2.1 概述 (9)实实部分2.2 (9)2.2.1 实实原料和实实设备 (9)2.2.2 乳液的合成 (11)2.2.3 性能测试 (12)2.3 结果与结论 (13)2.3.1 N-MA/AA对乳液性能的影响 (13)2.3.2 DAAM和ADH对乳液性能的影响 (19)2.3.3 硅氧烷（VTES）对乳液性能的影响 (22)2.4 本章小结 (27)第3章石墨烯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (29)3.1 概述 (29)3.2 实实部分 (29)3.2.1 实实原料和试实设备 (29)3.2.2 实实过程 (30)3.2.3 性能测试 (31)3.3 结果与结论 (32)3.3.1 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的红外分析 (32)3.3.2 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的热重分析 (34)3.3.3 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的接触角分析 (35)3.3.4 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的扫描电镜分析 (36)3.3.5 不同硅烷偶联剂功能化的氧化石墨烯改性苯丙乳液的性能分析 (37)3.4 本章小结 (41)第4章叔碳酸乙烯酯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (43)4.1 引引 (43)4.2 实实部分 (43)4.2.1 实实原料和实实设备 (43)4.2.2 乳液的合成 (44)4.2.3 性能测试 (45)4.3 结果与结论 (45)4.3.1 不同叔碳酸乙烯酯含量对苯丙乳液的影响 (45)4.3.2 不同乳化体系对苯丙乳液的影响 (49)4.4 本章小结 (53)结论 (55)参参文献 (57)攻攻硕士学位期攻所发表的论文 (63)致谢 (65)第1章绪论1.1概述近年来全球范围内环保法规的收紧，政府对涂料行业有机化合物（VOC）的排放量提出了更加严格的要求。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201680008211.7(22)申请日 2016.01.20(30)优先权数据15153945.9 2015.02.05 EP(85)PCT国际申请进入国家阶段日2017.08.01(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2016/051111 2016.01.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2016/124400 DE 2016.08.11(71)申请人 巴斯夫涂料有限公司地址 德国明斯特(72)发明人 B ·施泰因梅茨　P ·扬科夫斯基　N ·卢曼　M ·马图拉　M ·沃尔法特　(74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247代理人 王丹丹　刘金辉(51)Int.Cl.C09D 5/00(2006.01)C09D 7/12(2006.01) (54)发明名称磷酸酯在水性底涂料中的用途(57)摘要本发明涉及磷酸和/或磷酸的单酯和/或二酯在水性底涂料中改进这些涂料对包含硼化合物的过烘透明涂料的附着力的用途。

权利要求书1页 说明书7页CN 107207879 A 2017.09.26C N 107207879A1.磷酸和/或磷酸的单酯和/或二酯在水性底涂料中改进这些涂料对包含硼化合物的过烘透明涂料的附着力的用途。

2.根据权利要求1的用途，其中底涂料包含基于未固化涂料0.1-5重量％的磷酸和/或磷酸酯。

3.根据权利要求2的用途，其中磷酸和/或磷酸酯的量为0.3-1.5重量％。

4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其中磷酸酯具有通式I：其中R 1和R 2为彼此相同或不同的且选自取代和未取代的具有1-20个碳原子的烷基、具有3-20个碳原子的环烷基和具有6-20个碳原子的芳基，取代和未取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基环烷基、环烷基烷基、芳基环烷基、环烷基芳基、烷基环烷基芳基、烷基芳基环烷基、芳基环烷基烷基、芳基烷基环烷基、环烷基烷基芳基和环烷基芳基烷基，存在于其中的烷基、环烷基和芳基每种情况下包含上述数目的碳原子，且R 1或R 2在单酯的情况下为氢。