基于有机硅在改性聚丙烯中的应用分析

水性聚氨酯（WPU）因其众多优点及用途而受到人们的广泛关注，但单一的WPU因其耐水性、硬度、热稳定性等不太理想而限制了其应，因此需要对其进行改性。

聚丙烯酸酯（PA）、有机硅（硅烷偶联剂）具有与WPU互补的性能，是改性WPU比较理想的材料。

论文采用互穿网络聚合法合成了有机硅丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯，取得了明显的技术性能提高改性效果。

摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、g-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、g-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH570）为原料，分别合成了水性聚氨酯预聚体（WPU）、聚丙烯酸酯（PA）、有机硅改性的水性聚氨酯预聚体（SiWPU）和有机硅改性的聚丙烯酸酯（SiPA），然后以WPU、SiWPU、PA、SiPA为原料，采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯。

通过测定吸水率和水接触角考察了PA、SiPA、SiWPU含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。

结果表明：SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为SiWPU的含量（以WPU和SiWPU总质量为基准，下同）；37.5%为SiPA 占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%，接触角从56.8°增至86.4°，铅笔硬度从改性前的2B提升至H。

热重分析显示，Tmax（样品热分解速率最大时的温度）从改性前的340.2 ℃提升至412.4 ℃；TEM 表明，改性后的乳胶粒形成了核壳结构；XRD和断面SEM显示，PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。

结论（1）合成了有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯乳液。

红外光谱分析表明，有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯已经成功合成，并且硅烷偶联剂上的硅氧烷基团已经发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键。

（2）在一定的添加量范围内，PA或有机硅含量越高，改性水性聚氨酯（WPU）的耐水性能越好，且两者的改性可以起协同作用；在PA和WPU上同时引入两种有机硅烷偶联剂的改性水性聚氨酯比只在PA或者WPU上引入一种硅烷偶联剂或者不引入硅烷偶联剂所制备的改性水性聚氨酯中PA和WPU的相容性得到提升，具有更好的耐水性和乳液稳定性。

有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液的制备及其在织物整理中的应用研究有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液的制备及其在织物整理中的应用研究摘要：本文通过研究有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液的制备方法以及其在织物整理中的应用效果，为提高织物的防水、防油和抗污性能提供了新思路。

通过乳化聚合法制备了具有有机硅改性结构的氟代聚丙烯酸酯乳液，并将其应用于织物整理过程中。

实验表明，该有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液能够显著提高织物的防水性能，同时具有良好的耐久性和抗洗涤性能。

关键词：有机硅改性，氟代聚丙烯酸酯乳液，织物整理，防水性能，耐久性1. 引言织物整理工艺是提高织物性能的重要方法之一，其中防水、防油和抗污性能的提升一直是研究的热点。

有机硅改性材料具有优异的耐候性、耐化学性和热稳定性，因此在纺织行业中得到了广泛的应用。

氟代聚丙烯酸酯乳液具有良好的耐温性和耐溶剂性，能够有效提高织物的防水性能。

本研究旨在制备一种具有有机硅改性结构的氟代聚丙烯酸酯乳液，并研究其在织物整理中的应用效果。

2. 实验方法2.1 有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液的制备在反应釜中加入聚丙烯酸酯单体、有机硅交联剂和氟碳表面活性剂，并加入乳化剂进行乳化。

经过一定时间的机械搅拌和加热反应后，得到乳液。

2.2 织物整理实验将待整理的织物样品浸泡在有机硅改性氟代聚丙烯酸酯乳液中，保持一定时间，之后通过热干燥和固化处理，最后通过洗涤和摩擦实验评价织物的防水性能和耐久性。

3. 结果与讨论通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱分析，确认了乳液中有机硅改性结构的存在。

实验结果显示，经过有机硅改性的氟代聚丙烯酸酯乳液处理后，织物的防水性能得到了显著提高。

同时，该乳液具有良好的耐洗涤性能，经过多次洗涤后，织物的防水性能仍然保持较好。

4. 结论本研究成功制备了一种具有有机硅改性结构的氟代聚丙烯酸酯乳液，并将其应用于织物整理中。

实验结果表明，该乳液能够显著提高织物的防水性能，并具有良好的耐久性。

有机硅改性丙烯酸酯微乳液研究进展及其应用杨宏伟许立新*摘要:综述了近年来有机硅改性丙烯酸酯微乳液的研究进展,介绍了其制备改性的方法,着重讨论了有机硅单体种类及用量、乳化剂,功能单体等因素对有机硅改性丙烯酸酯微乳液聚合及其性能的影响。

关键词:有机硅,丙烯酸酯,微乳液,研究进展前言微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各向同性、热力学稳定的、透明或半透明的胶体分散体系。

自1943年Hoar等用油、水和乳化剂以及醇得到透明均一微乳液体系以来[1]，由于微乳液聚合机理的特殊性、聚合手段的多样性及其应用的广泛性，微乳液已成为当今国际上的研究热点领域之一。

丙烯酸酯乳液具有优良的耐候性、成膜性和粘结性,在涂料、粘合剂等方面应用广泛,但同时存在有耐水性、透湿性及耐粘污性差等缺点;有机硅氧烷主链为Si－O－Si键,具有高度的柔顺性、优异的耐高低温性能、耐候性和耐水性和良好的透气性。

将丙烯酸酯类和有机硅氧烷这两类极性相差很大的单体进行微乳液聚合改性,制备兼有两者优异性能的新材料,在理论和应用上都具有重大意义。

本文综述了近年来有机硅改性丙烯酸酯微乳液方面的研究现状,并探讨了未来的研究发展方向和应用前景。

1有机硅改性丙烯酸酯微乳液的制备方法目前有机硅对丙烯酸酯微乳液改性方法一般分为两种：物理改性法和化学改性法。

物理改性分为两种：一是将有机硅氧烷单体作为偶联剂或改性助剂直接加入丙烯酸酯微乳液中改性；二是将有机硅氧烷制备成有机硅微乳液，再将其与丙烯酸酯类乳液共混进行改性。

有专利报道[2]将交联型含氟丙烯酸酯乳液和有机硅微乳液共混可以作为运动器械或工具的涂层。

化学改性是指通过化学反应将有机硅氧烷引入到丙烯酸酯分子链上，使得极性相差很大的有机硅氧烷和丙烯酸酯聚合物分子间形成化学键，化学改性明显提高了两相之间的相容性，一定程度上控制了有机硅分子的表面迁移和有机硅的微观形态，从而比物理共混的性能优越，具有更好的发展前景。

有机硅化学改性丙烯酸酯微乳液的制备方法主要有两种：1.1硅氧烷环单体开环制备的硅氧烷预聚体与丙烯酸酯单体的接枝共聚孔祥东等以八甲基环四硅氧烷D4和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A-174)为有机硅单体改性丙稀酸酯，认为随有机硅含量的增加,D4与A174的缩合交联度增大,降低了有机硅聚合物与丙烯酸酯聚合物的相容性和体系的稳定性;*通讯联系人许立新alexxu1@同时胶膜的吸水率降低[3]。

有机硅改性丙烯酸乳液的研究有机硅改性丙烯酸乳液是指以有机硅为改性剂对丙烯酸乳液进行改性处理，以提高丙烯酸乳液的稳定性、耐久性、耐磨性等性能。

本文将介绍有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法、性能及应用领域等方面的研究进展。

1.制备方法改性丙烯酸乳液的制备一般采用原位合成法和后加法两种方法。

原位合成法是指将丙烯酸、有机硅改性剂、界面活性剂等原料同时加入反应釜中，在适宜的温度、pH值和反应时间下，通过包括乳液聚合、非离子型乳化剂水解、有机硅在聚合体中交联等环节，制备出改性丙烯酸乳液。

后加法是指在制备好的丙烯酸乳液中加入有机硅改性剂，并经过一定的搅拌或超声等辅助方法，使有机硅改性剂充分分散在丙烯酸乳液中，完成改性过程。

2.性能分析有机硅改性丙烯酸乳液相较于传统的丙烯酸乳液，在稳定性、耐久性等方面均有所提高，具体表现为：1) 稳定性：有机硅能在聚合体中产生交联作用，降低乳液颗粒的表面能，增加颗粒之间的亲和力，从而提高乳液稳定性。

2) 耐久性：有机硅改性剂可形成氧化硅保护膜，提高聚合体的热稳定性和耐候性，同时增加涂层的硬度和耐磨性。

3) 其他性能：有机硅改性丙烯酸乳液还具有较好的粘合性、耐水性和耐热性等性能。

3.应用领域有机硅改性丙烯酸乳液的应用领域较广，主要应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域。

在涂料领域，有机硅改性丙烯酸乳液可以广泛应用于水性木器漆、水性金属漆、水性家具漆、水性工业漆等领域，可提高涂料的附着力、耐久性和光泽度。

在胶粘剂领域，有机硅改性丙烯酸乳液可广泛应用于水性胶粘剂、自粘标签、书籍胶装、透明胶带等领域，可提高胶粘剂的粘接强度和耐水性。

在印刷油墨领域，有机硅改性丙烯酸乳液可应用于胶片、塑料膜、金属薄膜等印刷基材上，可提高油墨的附着力和耐磨性。

在纺织助剂领域，有机硅改性丙烯酸乳液可应用于纺织整理剂、防水剂、阻燃剂等领域，可改善纺织品的手感、耐水性和防火性能。

总之，有机硅改性丙烯酸乳液其稳定性、耐久性等性能有很大的提升，在涂料、胶粘剂、印刷油墨、纺织助剂等领域应用前景广阔。

有机硅改性丙烯酸乳液及其涂料性能及应用概述　一、　前言　乳胶涂料因具有轻质、安全、色彩丰富典雅，施工效率高，翻新、维修方便，ＶＯＣ排放低，符合环保要求等优点，正成为建筑物外部装修的首选材料，近几年得到了迅猛发展。

目前正大量应用于中低层建筑物上的丙烯酸酯类乳胶涂料基本上可满足５年左右的使用要求。

随着建筑物越来越向大型化、高层化发展，其涂装周期一般至少要１０年以上，现有的以苯乙烯－丙烯酸酯及纯丙烯酸酯共聚物乳液为基料制备的建筑涂料已难以满足这一要求。

由于Ｓｉ－Ｏ键具有较高的键能，耐紫外光和耐氧化降解性好且硅树脂表面能低，因此用其制得的涂料性能优越，具有高耐候性、耐水性和抗沾污性及对水泥基材等较强的附着力，越来越受到人们的关注。

　溶剂型有机硅改性丙烯酸树脂用于建筑物的外装修，尽管取得了比较好的效果，但由于环保问题，其作为建筑涂料大面积使用已受到限制。

因此，开发高性能、低污染的水性丙烯酸有机硅涂料已成为近几年涂料领域人们关注的一个新热点。

　通常将有机硅氧烷对乳液聚合物进行改性的方法主要分为物理混合法、化学缩聚法和自由基聚合法等。

　物理混合法首先是制备有机硅树脂或有机硅改性聚合物树脂，以水为分散介质，然后添加乳化剂，在高剪切力的作用下进行乳化，制成乳液，然后将其与普通乳液拼混。

这种方法只是物理混合，没有产生化学键合，而且这种聚合物后乳化工艺只有在分子量较小的情况下才可以制备成稳定的乳液，由于分子量小，因此涂膜性能稍差，不能满足建筑外墙涂料的高要求。

　化学缩聚法是首先制备含羟基的聚合物乳液，在一定乳化剂和ＰＨ值范围内加入有机硅树脂，使乳液的羟基（－ＯＨ）和硅羟基（Ｓｉ－ＯＨ）进行反应缩合，把有机硅引入到乳液系统中，由于使用了催化剂等，对乳液稳定性和耐候性带来不利影响。

该方法由于存在有机硅和丙烯酸酯缩合及有机硅之间的缩合两种竞争反应，生成的产品组成不稳定，而且还存在有机硅氧烷的水解、自缩聚等难以控制的技术难点，使得此种方法的应用开发受到局限。

有机硅改性聚丙烯酸乳液简介有机硅改性聚丙烯酸乳液是一种无污染、无刺激性的新型高效防水材料,为世界先进国家所广泛应用.本产品喷涂(或涂刷)于建筑物表面后,可在其表面形成肉眼觉察不到的一层无色透明、抗紫外线的透气薄膜,当雨水吹打其上或遇潮湿空气时,水滴会自然流淌,阻止水分侵入,同时还可以将建筑物表面尘土冲刷干净,从而起到使内墙防潮、防霉、外墙洁净及防止风化等作用.有机硅改性聚丙烯酸乳液的特性1. 可在潮湿或干燥基面上直接施工，与基面有良好的粘结性。

2. 防潮、防霉、防腐蚀、防风化。

3. 绿色环保、渗透无痕。

4. 既防水又透气。

5. 施工方便，质量可靠，使用安全。

应用范围1. 建筑物墙面尤其是面砖墙面的防渗、防漏；花岗岩、大理石墙面的防盐析泛碱。

2. 浴厕间、厨房间、封闭阳台等防水。

3. 仓库、档案室、图书馆等防潮、防霉，古建筑保色及人类文明文物的保护。

4. 浸渍：屋面瓦、珍珠岩、石棉、无机织物、保温材料、包装纸箱、纤维板等。

5. 直接掺入水泥砂浆、混凝土，本剂可加水2-5倍作调和水用。

有机硅改性聚丙烯酸乳液优势1. 高抗渗性。

2. 高抗渗性。

3. 高粘结强度。

4. 较强的柔韧性，能覆盖微小裂纹。

5. 施工简单、快速。

6. 配合好施系列粘结剂产品使用，效果更佳。

7. 绿色建材产品。

有机硅改性聚丙烯酸乳液施工步骤1. 喷涂或刷涂在混凝土、水泥砂浆、混凝土预制构体等表面比较粗糙的场合，用喷涂较好，石块、大理石、花岗岩石等表面平滑的场合，可用刷涂。

使用前要认真清理基面，浮尘、苔斑清理干净，裂缝、孔洞等要预先进行密封和修补，嵌填密实。

使用时将有机硅改性聚丙烯酸乳液，用清洁的农用喷雾器或排刷在干燥的基面（墙面等）纵横连续施工三遍，中间不要间歇，每千克可喷涂墙面5m2。

施工后24小时不得受雨水侵袭，气温4℃以下停止施工，施工时基面必须干燥。

常温下24小时即有憎水效果，一周后效果更佳，冬季固化时间较长。

2. 加入水泥砂浆清理基面，清洗油污、浮灰，铲除脱落层等，对窗口处裂缝等进行柔性材料密封处理。

有机硅改性丙烯酸树脂集丙烯酸酯的结构特征是主链由饱和的c—c键构成，侧链为带有极性的羧酸酯基。

故赋予其良好的耐热氧化、耐候性、耐油耐溶剂及牯结性，但其硫化性、耐寒性、耐水、耐碱性及电气性能较差。

有机硅改性丙烯酸树脂具有较好的固化性，既可加热固化，也可室温催化固化，此外还具有良好的粘接性、耐油耐溶剂性、耐候性及耐水性等。

丙烯酸改性硅树脂区男别于丙烯酸改性硅橡胶，从所用原料及制备方法看，后者主要从活性线型硅氧烷与丙烯酸橡胶(为丙烯酸酯与氯乙纂乙烯基醚或丙烯腈等的共聚物)，特别是过氧化物交联型丙烯酸橡胶出发，通过物理改性(共混)法或化学改性法(如本体聚合、溶液聚合及乳液聚合等)制得；丙烯酸改性硅树脂主要采用化学改性法，一OH)键的耐热丙烯酸树脂与含而且主要是由含C一OH(主要为CH2SiOH或SiOR的多官能硅烷或硅树脂中间体，通过缩台反应(脱水或脱酵)而得。

由于丙烯酸树脂对硅树脂的相容性优于其他有机树脂，特别是在增溶剂存在下，两者能良好混合，因而丙烯酸改性硅树脂也可通过物理混合法配制。

近年来，湖北大学采用水溶性自由基引发剂，以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料，通过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅丙烯酸醣复合聚合物乳液，该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温及耐电解质稳定性，用其配制的涂料具有很好的耐候性和耐沾污性能，湖南湘潭师)与丙烯酸酯等的乳液共聚反应，当范大学用八甲基环四硅氧烷(D4温度为83"C、时间为3h、转化率80％以上时，共聚乳液的综合性能尤其是胶膜耐甲苯性能(25"C时膨胀为75％)及耐烫性(120"C)明显优于丙烯酸树脂，济南化工研究所以丙烯酸酯类单体、D和乙烯基七甲4基环四硅氧烷为原料，通过加入一定量的接枝剂，采用一次投料法合成r稳定的聚丙烯酸酯+聚硅氧烷复合乳液，四川省建材工业科学研究院通过预乳化工艺，采用活性硅油与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚，得到有机硅改性丙烯酸乳液，用该乳液配制的涂料涂层耐沾污性好，综合性能优异，复旦大学采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合，得到了稳定的性能优异豹有机硅改性丙烯酸醋乳液，此硅胶适用于人造文化石模具硅胶领域，浙江大学采用有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性，制得硅丙乳胶材料，重庆大学合成了聚有机硅氧烷一聚丙烯酸醇互穿材料，该材料可避免因使用单一有机硅材料或丙烯酸系涂料而造成的“保护性”破坏，具有无色透明、硬度高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化性及透水性好等优点．可用作摩岩石刻防风化材料和复制精密模具和树脂树脂饰品的专用硅胶，上海市市建筑科学研究院开发的有机硅丙烯酸树脂适合于配制耐候性达15年以上的高耐候性材料，合肥工业大学用正硅酸乙酯部分水解缩聚而得的聚硅氧烷与带羟基的丙烯酸树脂反应制得有机硅接枝改性丙烯酸树脂．该树脂在耐酸碱、耐盐、耐溶剂性能及冲击强度等方面较纯聚硅氧烷有明显改善，且在耐高温性方面较丙烯酸树脂有明提高，江苏省建筑材料研究设计院在丙烯酸树脂的合成中引入一定量的有机硅官能团，制得丁溶剂型高耐候性有机硅改性丙烯酸树脂材料，中科院兰州化学物理研究所用羟基封端的聚二甲基硅氧烷，在偶氮二异丁腈的作用下与甲基丙烯酸(酯)类单体进行溶液共聚，得到硅橡胶改性丙烯酸树脂，该树脂具有很好的耐热性，深圳市荣兴达（东莞荣信）开发出的有机硅和丙烯酸的共聚树脂性能达到日本东芝公司TSRl71同类产品的技术指标，具有优良的耐候性、抗污染性、耐化学腐蚀性．同时不回粘和不吸尘，其综合性能超过丙烯酸和聚氮酯配制的涂料，该产品除具有丙烯酸树脂本身的成膜性外，还具有硅树脂所特有的耐候性、抗蠕变性、耐污染性，并因变联而具有优异的耐溶剂性和耐记号笔墨水性，可在流水线上加热固化涂布，使用催化剂也可常温固化。