有机硅改性丙烯酸乳液的研究

有机硅改性丙烯酸酯的性能及应用作者：马进霞来源：《石油研究》2019年第03期苏州大学 ;江苏 ;苏州 ;215123摘要：本文通过对有机硅改性的丙烯酸酯乳液的性能进行分析检测，对其应用进行研究，主要对在文物保护中对土遗址的加固作用中，通过对土样的渗透速度，抗压强度，耐酸碱性等性质进行测试。

在对织物的印染应用中对织物的色牢度，柔软性和色差等进行一系列测试，均得出很好的结果，能够被广泛应用这些领域。

关键词：有机硅;丙烯酸酯;性能;应用1有机硅改性丙烯酸酯的结构和性能以软单体（丙烯酸丁酯，丙烯酸各共占聚合乳液质量的 12%，3%）与有机硅（D4占聚合乳液质量的 9%），在聚合反应步骤、聚合温度为75℃，乳化剂为单体组合物的3重量%，引发剂为单体组合物的0.3重量%，并连续滴加单体以制备乳液聚合和适量的聚合乳液在表面壳中烘烤。

波数为 2958.02cm-1、1455.63cm-1和 1385.86 cm-1是甲基和亚甲基的特征峰，酯基中 C=O 的伸缩振动峰波数为 l731.43cm-1;而C=C的伸缩振动1637cm-1）和 C=C 与 C-H 键相连的伸缩振动（3102cm-1）的特征峰的消失，说明乙烯基单体已完全反应，乳胶膜无不饱和 C=C 双键存在。

波数为 1252.49cm-1、1065.49cm-1和 810.87cm-1的特征峰分别证实了Si-CH3、Si-O-C 和Si-O-Si 键的存在，因波数在 3022～3700cm-1之间处无吸收峰，说明乳胶膜中无 Si-OH 键，这说明有机硅氧烷已完全共聚合到丙烯酸酯上且无水解。

通过选取 3 个不同的有机硅含量占乳液质量（3%，9%，15%），在软单体（丙烯酸丁酯，丙烯酸各共占聚合乳液质量的 12%，3%）、聚合反应步骤、聚合温度 75℃，乳化剂用量占单体质量的 3wt%，引发剂用量占单体质量的 0.3wt%，单体连续滴加方式的情况下乳液聚合制备，探究其聚合物膜在 TG-DTA 下的热性能影响，有机硅含量对聚合物热分解特征温度的影响见表 1。

有机硅改性丙烯酸乳液在日本外墙涂料中的应用ＹａｓｕｙｕｋｌＫａＭＩＹ＾ｌｌＡａｎｄＴｏｙｏａｋｉＹｍＵＵＣＨＩ（高机能化学品技术开发中心旭化成株式会社高机能化学品公司）１前言于１９８０年代中期开发的由丙烯酸树脂和硅树脂组成的有机硅改性丙烯酸树脂，主要应用应用于建筑外墙涂料，这类溶剂型涂料迅速进入日本市场并在九十年代得到广泛的应用，这是因为他们与氟碳树脂及其他材料相比，具有优异的性能价格比。

但是，在九十年代中期，家装业和建筑业广泛抵制溶剂型涂料，人们关注建筑中的气味，也包括涂料释放溶剂的气味。

在许多建筑地点涂装外墙涂料时，附近的人们总抱怨业主产生的溶剂味的问题。

结果避免采用溶剂型涂料的愿望日益高涨。

同时，人们又希望保留这类高性能溶剂型涂料卓越的耐酸性、尽量延长重新涂装的间隔、减少外墙维修的需要，尤其是高质量的构件建筑。

其外装修都是现场进行，由于其卓越的耐候性．溶剂型硅丙涂料总是人们的首选。

经过努力，１９９６年一家精品住宅商。

首先成功地采用了高性能无保养，无溶剂味的有机硅改性丙烯酸外墙乳胶涂料，开创了在精品住宅涂装和涂料生产中，采用硅丙乳胶涂料快速增长的趋势，此后硅丙乳液的生产急剧增长。

本文中的第２部份将指述有机硅改性丙烯酸树脂，第３部分为有机硅改性丙烯酸树脂的分类，第４部份指述水性硅氧烷缩聚交联丙烯酸的过程和特点，第５部份为非交联有机硅改性丙烯酸树脂。

第６部份讲述Ａｓａｈｉｋａｓｅｉ开发的硅丙乳液“Ｐｏｌｙｄｕｒｅｘ”的特点。

２有机硅改性丙爝酸槲脂（硅一丙绀膳）耐候性好的树腊包括：丙烯酸树脂、硅一丙树脂和氟碳树脂。

他们的性能表现如表Ｊ。

丙烯酸树脂应用最广，但在许多情况下不能满足对耐候性的要求。

硅一丙树脂提供耐候性，可重涂性，价格和其它特点的高度平衡，氟碳树脂耐候性最好，但重涂性不良。

价格过高。

正因为其优异的性能价格比，硅丙树脂成为最优异的高耐候涂料的树脂成膜物。

如表２所示，硅一丙改性的高耐候性来自结构中高度化学稳定的Ｓｉ－０烷键的高解离能。

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。

有机硅改性丙烯酸酯系乳液的制备及性能徐锦锦;邹栋;朱晓丽;孔祥正【摘要】通过半连续预乳化法,用八甲基环四硅氧烷(D4)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)对苯丙聚合物乳液进行改性.探讨D4开环聚合催化剂十二烷基苯磺酸(DBSA)的加入方式和引发剂、KH570、D4及丙烯酸羟乙酯(HEA)的用量对乳液性能的影响.当催化剂DBSA全部加入到底料中时,有利于稳定乳液的制备.确定了制备稳定的有机硅改性丙烯酸酯乳液的最佳组分,对乳胶膜的力学性能和耐水性进行了表征.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(028)003【总页数】4页(P161-164)【关键词】预乳液;八甲基环四硅氧烷;有机硅改性;苯丙乳液【作者】徐锦锦;邹栋;朱晓丽;孔祥正【作者单位】济南大学化学化工学院,山东济南250022;上海保立佳化工有限公司,上海201405;济南大学化学化工学院,山东济南250022;济南大学化学化工学院,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】TQ638聚丙烯酸酯乳液具有良好的成膜性、黏结性及高强度等特点，但也有耐水性差及低温变脆、高温变黏失强等不足［1］，这不可避免地限制了其更广泛的应用。

聚有机硅氧烷具有优异的耐高低温性能和突出的耐水性［2］。

有机硅改性丙烯酸酯聚合物的研究已引起人们的广泛关注，乳液聚合法是合成有机硅丙烯酸酯复合材料的重要手段之一［3］。

目前有机硅改性丙烯酸酯乳液的聚合方法主要有两种:一是用带烯键的硅氧烷进行改性［4-5］;二是单独使用环体硅氧烷或者将其与含烯键硅氧烷同时使用制备改性丙烯酸酯乳液［6-10］。

在丙烯酸酯乳液中引入有机硅可以增强胶膜的耐水性［11-14］。

当用乙烯基硅氧烷和环体硅氧烷(D4)共同改性丙烯酸酯乳液时，常将催化剂十二烷基苯磺酸(DBSA)与乙烯基硅氧烷和D4混合预乳化［15-16］，通过半连续法进行乳液聚合［17］。

DBSA 的存在使预乳液显酸性，可能会使部分硅氧烷在预乳液中即发生水解及缩合［18］。

第19卷　第2期 石油化工高等学校学报 Vol.19　No.2 2006年6月 JOURNAL　OF　PETROCHEMICAL　UN IV ERSITIES J un.2006 文章编号:1006-396X(2006)02-0047-04有机硅-丙烯酸酯复合乳液性能李晓洁1,　赵如松2(1.北京化工大学,北京100029;　2.北京石油化工学院,北京102617)摘　要:　用含不饱和双键有机硅单体与丙烯酸酯单体共聚,制备高性能的改性丙烯酸酯乳液。

采用半连续乳液聚合工艺,在十二烷基硫酸钠(SDS)/壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)复合乳化体系,合成了有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液。

研究了单体配比、复合乳化剂配比及有机硅氧烷用量对乳液性能的影响。

结果表明,当m(丙烯酸丁酯)/ m(甲基丙烯酸甲酯)/m(丙烯酸)=45∶53∶2,m(阴离子乳化剂)/m(非离子乳化剂)=1,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)的加入量为单体质量的2.5%时,乳液的综合性能较好,用其配制的涂料各项性能优良,耐洗刷性达2万次以上。

关键词:　硅丙乳液;　有机硅氧烷;　丙烯酸酯;　乳液聚合中图分类号:　O630.4 文献标识码:AProperties of Organosilicon-Acrylate Composite EmulsionL I Xiao-jie1,ZHAO Ru-song2(1.Beijing U niversity of Chemical Technology,Beijing100029,P.R.China;2.Beijing Institute of Pet rochemical Technology,Beijing102617,P.R.China)Received10October2005;revised23November2005;accepted31M arch2006Abstract:　Modified acrylate emulsion with high performance was prepared by vinyl organosilicon and acrylate monomer through copolymerization.A copolymerization latex based on organosilicon-modified acrylate was synthesized by semi-continuous emulsion polymerization,which used SDS/NP-10as compound emulsifier.The influence of monomer,composite emulsifier ratio and organosiloxane amount on property of emulsion was studied.The results show that when m(BA)/m(MMA)/m(AA)is equal to45∶53∶2,m(SDS)/m(NP-10)is equal to1,mass fraction of KH570is2.5%,good performance of emulsion can be obtained and coating mixed with it has excellent properties and its washing resistance over20000times.K ey w ords:　Silicone-acrylate emulsion;Organosiloxane;Acrylate;Emulsion polymerizationCorresponding author.Tel.:+86-10-61266719;fax:+86-10-81292124;e-mail:lixiaojie@ 水性涂料是当今涂料发展的重要方向,相关研究报道较多[1-3],丙烯酸酯类乳液作为水性涂料的基料成膜性能好、强度高、粘结性好,是制造高级乳胶漆的基料,其突出的耐候性、保光性、保色性及绿色环保等功效受到人们的广泛亲睐;有机硅树脂中Si—O键能高,具有优良的耐高温、耐辐射、耐氧化降解及化学药品性,其表面能低,耐高温、耐水性好,涂层不易积尘,具有抗沾污性。

高性能有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液的研究近年来，随着有机硅氧烷（organosilicon oxyalkylates）在消费品、建筑材料和涂料领域的使用越来越普及，改性有机硅氧烷的应用也在逐渐扩大。

有机硅氧烷改性的丙烯酸酯乳液是一种新型的乳液，它具有优异的性能，如高视野力、低乳化温度、耐冲击性和防刮损性。

研究表明，改性有机硅氧烷丙烯酸酯乳液具有很高的抗氧化性，耐温范围较广，除了具有优良的机械性能外，其在许多工程应用中也表现出了较好的性能。

有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液是一种由含氟硅烷（fluorosiloxane）和丙烯酸酯共聚而成的乳液，它可以用于制造胶状体、粘合剂、表面活性剂、涂料等。

有机硅氧烷改性的丙烯酸酯乳液的特点是具有高视野力、低乳化温度和耐冲击性，其高视野力表明这种乳液具有良好的稳定性和低流变性。

此外，它对温度（-20°C至60°C）的适应性范围广，耐冲击性优良，耐温性也很好，在许多工程应用中能有效保护结构物。

有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液由含氟硅烷和丙烯酸酯共聚而成，具有独特的吸水性和疏水性，所以它可以用于制作一些具有优良防护性的涂料。

它的防护性能来自于它的吸水性，即它可以吸附大量水分，防止刮擦和冲击，而疏水性可以防止污渍和灰尘的附着。

此外，它具有良好的附着性，可以增强表面的粘结性，使其与基体发生紧密结合，从而形成一层良好的保护性层，抵御外界环境的侵害。

有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液的研究表明，它具有优良的机械性能。

它的耐抗拉性能突出，其优良的抗拉性能使其可以承受许多拉伸应力，不会出现断裂的现象。

此外，它的耐压性也很好，可以有效抵抗外来的压力，确保结构的稳定。

此外，它的耐磨性也很好，可以抵御大量的刮擦，从而使其具有良好的抗磨性。

由于有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液具有优良的物理性能、抗氧化性和抗磨性，因此它可以应用于多种工程领域，如建筑、消费品、涂料、船舶等。

它可以用于制作建筑材料，如抗风抗震的隔墙，以及抗潮湿、防水、抗老化的薄膜；它也可以用于消费品的制作，如塑料、橡胶等；此外，它还可以用于涂料的制作，可以提供优良的抗氧化性和防止开裂；最后，它也可以用于船舶的制造，用于增加船体的耐磨性。