丙烯腈改性苯丙乳液的合成与性能分析

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。

广州大学化学化工学院
本科学生综合性、设计性实验报
告
实验课程高分子合成实验
实验项目苯丙乳液的合成及其改性
专业应用化学班级10应化
学号1005100073 姓名邓亚中
指导教师宋建华
开课学期2012 至2013 学年 2 学期
时间2013 年 5 月9 日
一、实验方案设计
设备装置图
JS86 1.7g 3.4g 丙烯酸 1.4ml 1.4ml 甲基丙烯酸甲酯
6.6ml 6.6ml 丙烯酸丁酯 128.17 A.R
15.6ml 15.6ml 苯乙烯 104.14 A.R 15.7ml 15.7ml 氨水 -- -- 适量 适量 有机硅（KH-570） -- -- -- 1.44ml 乙二醇 62.07
A.R
-- 0.4ml 过硫酸钾
170.32 A.R
1.5g
1.5g
4. 实验方法步骤及注意事项 （1）实验流程图
（2）实验详细步骤
二、实验报告
三、实验总结
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。

研究报告及专论粘接卸∞，Ｐ７（７）苯丙乳液的改性研究甘孟瑜，谈尊燕，杨治国（重庆大学化学化工学院，重庆４０００４４）摘要：在苯丙乳液制备的基础上，探讨了丙烯酸、Ｎ－羟甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、丙烯腈和三聚氰腚等不同改性荆对乳液性能的影响。

关键词：苯丙乳液：改－胜剂：改性研究中图分类号：ＴＱ４３３４’３３文献标识码：Ａ文章编号：１００１—５９２２（２００６）叭一００２５一０２苯丙乳液是由苯乙烯、丙烯酸酯类和少量丙烯酸共聚的乳液，此乳液被广泛地用于涂料行业：虽然苯丙乳液具有优良的性能．但存在成膜温度高、胶膜硬度低、耐水性差等缺点。

本文采用种子半连续法合成了一种苯雨乳液，叉用多种改性单体对其进行了共聚改性，考查了各种改性方法的效果。

１实验部分１１实验原料甲基丙烯酸甲酯，化学纯，天津市化学试剂研究所；丙烯酸丁酯，分析纯，天津市光复精细化工研究所；丙烯酸，分析纯，中国医药Ｅ海化学试剂公司；苯乙烯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；过硫酸钾，化学纯，中国上海建新试剂厂；十二烷基苯磺酸钠，化学纯．中国医药集团上海化学试剂公司；碳酸氧钠，化学纯，重庆北碚化学试剂厂；ｏＰ－１０，化学纯，无锡市科技实验二厂：丙烯腈，化学纯，上海三爱思试剂有限公司；三聚氰胺，化学纯，北京福星化工厂；Ｎ一羟甲基丙烯酰胺，化学纯，天津化学试剂研究所；二乙烯基苯．化学纯，天津化学试剂研究所。

１．２实验方法１２．１苯丙乳液的制备在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入乳化剂、水及苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯（１：１），搅拌预乳化，然后升温至８００ｃ，加入部分引发剂和缓冲剂制各种子乳液。

在２～３ｈ内滴加完丙烯酸丁酯和丙烯酸（１２：１）的混合单体，同时滴加剩余引发剂，滴加完毕后，保温３ｈ并以氨水调节ｐＨ值到７～８，得到苯丙乳液。

１２２乳液的改性在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入２０％的苯丙乳液，搅拌、升温到８０℃，将剩余乳液、改性单体及改性剂在ｌｈ左右同时连续匀速滴加到体系中，滴加完毕后，保温１ｈ左右并【＝ｌ氨水调节ｐＨ值到７—８，自然冷却，出料。

苯丙乳液是一种常用的合成树脂乳液，通常用于涂料、胶粘剂、纺织品等行业。

以下是苯丙乳液的生产工艺设计方案的基本步骤：一、原料准备：1. 苯乙烯（苯丙烯）：作为主要原料，提供聚合反应的单体。

2. 乳化剂：用于稳定乳液并促进乳化反应。

3. 防腐剂、缓冲剂等辅助药剂：用于调节pH值、延长乳液的保存期限等。

二、聚合反应：1. 聚合釜装料：将苯乙烯、乳化剂、水等原料按一定比例加入聚合釜中。

2. 加热搅拌：加热至适宜的温度，启动聚合反应，并通过搅拌均匀混合原料。

3. 控制反应条件：控制温度、压力、pH值等反应条件，促进聚合反应的进行。

4. 反应时间：根据反应情况和产品要求确定合适的反应时间。

5. 冷却：结束聚合反应后，降温至适宜的温度。

三、乳化处理：1. 混合乳化：将聚合得到的树脂溶液与适量的乳化剂、水进行混合，形成乳液。

2. 搅拌乳化：通过搅拌设备将混合物进行均匀乳化处理。

3. 过滤：对乳化后的液体进行过滤处理，去除杂质，提高乳液的纯度。

四、精炼处理：1. 调整性能：根据产品性能需求，可添加适量的成膜剂、增塑剂等进行性能调整。

2. 检测质量：对乳液进行质量检验，确保产品符合标准要求。

3. 包装储存：将处理好的苯丙乳液进行包装，并储存于适宜的环境条件下。

五、清洁生产：1. 确保生产设备的清洁和消毒，避免杂质污染。

2. 合理利用资源，减少废弃物排放，实施清洁生产措施。

以上是苯丙乳液的生产工艺设计方案的基本步骤，具体生产工艺还需根据实际情况和产品要求进行调整和优化。

在生产过程中，要注意安全生产，合理控制生产成本，并不断改进工艺流程，提高产品质量和生产效率。

苯丙乳液生产配方苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体乳化共聚而得。

乳白色液体，带蓝光。

苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，是水性涂料，地毯胶，工艺胶的主要成分，市场需求量非常大。

一、基本配方（按照1000公斤投料）：1、苯乙烯：218.8kg2、丙烯酸丁酯：238.4kg3、甲基丙烯酸甲酯：19.56kg4、甲基丙烯酸：9.64kg5、保护胶体（聚甲基丙烯酸钠）：8.36kg6、乳化剂OS（烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐）：18.85kg7、碳酸氢钠：0.5kg8、过硫酸铵：2.4kg9、去离子水：499kg二、操作工艺1、预乳化和配料（1）在预乳化釜内分别加入去离子水191kg，碳酸氢钠0.5kg，乳化剂OS18.85kg，混合单体（甲基丙烯酸：9.64kg；苯乙烯：218.8kg；并烯酸丁酯：238.4kg，甲基丙烯酸甲酯：19.56kg），进行预乳化，得到稳定的预乳化液。

（2）将过硫酸铵2.4kg加入去离子水64kg，配成引发剂溶液，备用。

（3）保护胶体（聚甲基丙烯酸钠）8.36kg加入去离子水44kg，配成保护胶体溶液，备用。

2、聚合在聚合釜内分别加入去离子水200kg，保护胶体溶液，预乳液60kg，待70摄氏度左右时加入引发剂溶液30kg，在80摄氏度左右引发聚合，进行种子乳液聚合，可观察到釜底乳液泛蓝光。

保温10min后，开始滴加剩余的预乳液和引发剂溶液。

滴加时维持聚合反应温度84-86摄氏度。

滴完后保温1小时。

3、出料包装冷却到30摄氏度以下，出料用120目滤布过滤，即为苯丙乳液产品。

三、产品主要指标：1、固含量：48.5%2、PH值：5.5-6.53、粘度（涂-4℃.S.17℃）值：17苯丙乳液的制备一、实验目的：1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法；2、了解目标乳合物的设计原理。

二、实验原理（概述）：乳液聚合是以水为连续相（分散剂），在表面活性剂（乳化剂）存在下，使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒内部（即表面活性剂形成的胶束作为微反应器），制备高分子材料的一种方法。

丙烯腈改性苯丙乳液的合成与性能分析吕澍;宋建华【摘要】对以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸为反应单体,丙烯腈为功能性单体,采用了核/壳聚合技术的合成苯丙乳液进行了研究.研究了丙烯腈的用量、软硬单体的比例、乳化剂及温度对乳液及其涂膜的性能影响.并对试样进行了红外光谱分析和热重分析.研究结果表明:改性的苯丙乳液比纯苯丙乳液的热性能有所提高,膜的耐溶剂性、耐磨性、耐水性、硬度等均有所提高,并得出丙烯腈用量为8％时效果最佳.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)015【总页数】3页(P93-95)【关键词】丙烯腈;苯丙乳液;改性【作者】吕澍;宋建华【作者单位】广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等［1－2］。

纯苯丙乳液形成的涂膜具有耐候性、保色保光性、装饰效果好、涂料细腻而有光泽、涂膜透气性好等特点。

由于其拥有优秀的性能、相对低廉的价格，而越来越得到人们的重视。

但这种乳液的耐溶剂性、耐磨性、耐候性等性能还不够理想［3－8］。

而且苯丙乳液高温时粘稠，低温时变脆，大大限制了其应用和发展。

为了满足生产和工艺应用，对苯丙乳液进行改性来提高其性能已经成为一个重要的课题。

近年来随着聚合理论和技术的不断完善和发展，苯丙乳液的改性主要从以下两个方面进行:一是引入一些功能型的单体对苯丙乳液进行改性，得到高性能的共聚乳液;二是采用新的乳液聚合方法来改善苯丙乳液的性能，在研究过程中通常是这两个方面的相互结合，共同提高苯丙乳液的性能［9－11］。

丙烯腈既是一种硬单体，又是一种功能性单体，丙烯腈亲水性较强，使乳液的稳定性提高，加入丙烯腈单体有利乳胶粒分散［5］。

并且丙烯腈有较强的活性，降低了聚合反应的活化能，使反应的转化率提高。

苯丙乳液生产配方苯丙乳液是一种以苯丙乳胶为主要成分的乳液，常用于制造家具、装饰材料、涂料等。

下面是一个苯丙乳液的生产配方,其中包括主要原料和配方比例：主要原料：1. 苯乙烯（Styrene）: 75%2. 丙烯酸（Acrylic acid）: 25%3. 乙二醇（Ethylene glycol）: 1.5%4. 苯乙烯二聚体（Styrene dimer）: 1%5. 过硫酸铵（Ammonium persulfate）: 0.1%6. 乳化剂（Emulsifier）: 2%7. 抗氧化剂（Antioxidant）: 0.05%配方比例：1.苯乙烯:75%2.丙烯酸:25%3.乙二醇:1.5%4.苯乙烯二聚体:1%5.过硫酸铵:0.1%6.乳化剂:2%7.抗氧化剂:0.05%制备步骤：1.将苯丙乳胶的成分按照配方比例准备好。

2.在反应釜中加入适量的水，并开始搅拌。

3.加入乳化剂和苯丙烯，并继续搅拌，使其充分混合。

4.加热反应釜至80摄氏度，保持温度稳定。

5.当反应温度达到80摄氏度时，加入过硫酸铵。

6.继续加热至85摄氏度，持续反应30分钟，以促进聚合反应的进行。

7.加入丙烯酸，并继续加热反应30分钟，直至反应结束。

8.控制反应釜的温度，使其逐渐降至室温。

9.加入乙二醇和抗氧化剂，继续搅拌，使其充分混合。

10.将制得的苯丙乳胶装入容器中，密封保存。

注意事项：1.在整个制备过程中，要保持水的加入量和搅拌速度稳定，以确保乳化剂和原料充分混合。

2.在加热反应过程中，要严格控制温度，避免过高的温度导致溶剂挥发或产生副反应。

3.在加入过硫酸铵和丙烯酸等添加剂时，要注意安全操作，避免引起化学反应或产生有害气体。

4.制得的苯丙乳胶应密封保存，并且在使用时要注意防止乳液干燥或受到污染。

以上是一个苯丙乳液的生产配方及制备步骤的概述，具体操作过程中请根据实际情况和生产要求进行调整。

在实际生产过程中，还需结合设备性能和产品要求进行调整和改进。

行业动态2018·03141Chenmical Intermediate当代化工研究苯丙乳液改性的研究与应用进展＊夏　伟（海南科技职业学院 海南 571126）摘要：本文对最近几年苯丙乳液改性的运用和发展进行探究，详细阐述了有机氟、有机硅、环氧树脂、蒙脱土、纳米材质等几种苯丙乳液的改性，并指明苯丙乳液改性的发展趋势。

关键词：改性；苯丙乳液；探究；发展中图分类号：O 文献标识码：AProgress in the Research and Application of Styrene Acrylic Emulsion ModificationXia Wei（Hainan V ocational College of Science and Technology, Hainan, 571126）Abstract ：This paper explores the application and development of styrene acrylic emulsion modification in recent years, and expounds themodification of several kinds of styrene acrylic emulsion, such as organic fluorine, organosilicon, epoxy resin, montmorillonite, nano material and so on, and points out the development trend of the modification of styrene acrylic emulsion.Key words ：modification ；styrene acrylic emulsion ；exploration ；development苯丙乳液是由丙烯酸酯单体与苯乙烯聚合而成，在金属层涂料、建材涂料、粘合剂等领域被普遍运用。