聚丙烯酸酯乳液的改性

聚丙烯酸酯乳液具有優異的耐光性和耐候性，但是耐水稍差，低溫脆硬，高溫返黏。為了進一步提高性能，在乳液合成時可以添加一些特殊單體加以改性。具體有以下幾種改性方法：

一、帶雙鍵的有機硅單體參加丙烯酸酯單體的自由基共聚制備硅丙乳液

可用的單體有乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷等。有機硅氧烷分子具有高度的柔順性，表面自由能低，耐水性好，并且具有耐高溫性，與丙烯酸酯共聚，性能互補。硅丙乳液與純丙或苯丙乳液相比通常在下列性能上有所提高：漆膜硬度、拉伸強度、耐磨性、抗粘連性、耐水性、耐化學溶劑、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性以及透氣性。漆膜性能隨有機硅用量的加大有所提高(表1)，而且以耐甲乙酮(MEK)為例，耐化學品性隨著共聚硅烷量的增加雙向擦拭次數明顯增多。

表1.有機硅用量對漆膜性能的影響

與丙烯酸酯共聚時不飽和有機硅氧烷單體的用量不能太大，按單體總量計一般不超過10%，當有機硅氧烷單體用量過大時，乳液粒子變粗，外觀半透明性消失，黏度增大，乳液貯存穩定性變差，容易分層，甚至合成時凝膠。主要原因是有機硅氧烷發生水解產生大量含羥基的硅醇，羥基之間發生了脫水交聯反應，這個過程是不可逆的。

反應溫度和體系pH對硅丙乳液聚合有重要影響。反應溫度高，硅氧烷容易水解，生成不穩定的硅醇，隨即發生縮聚，產生大量凝聚物。在常規丙烯酸酯聚合的溫度80~90℃下硅烷不穩定。如果聚合溫度低于60℃，反應不完全，殘留單體量大。硅丙乳液聚合在60-62℃時效果最好。體系的pH值高于7.0或低于6.0都會使硅氧烷水解、縮聚、交聯。控制好反應溫度(60~62℃)和體系pH(6.0~7.0)，用乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)與丙烯酸酯共聚，可以制得有機硅單體含量達10%以上的硅丙乳液。

二、含氟丙烯酸乳液是丙烯酸乳液改性的又一個亮點，氟原子的引入使丙烯酸乳液性能有了極大的提高

有兩種方法可引入氟元素。

1.用含氟引發劑引發乙烯基單體聚合。如用FC80(C₈F₁₇SO₃K)制備的含氟純丙乳液有良好的耐候、耐腐蝕、耐沾污、耐化學性能，并有斥水和斥油性。乳液黏度比普通純丙乳液的低，粒徑小，粒度分布寬，電解質穩定性更好。

2.更常用的方法是用含氟不飽和單體與丙烯酸酯單體共聚，將氟元素引入乳液聚合物中。控制含氟單體的用量可制成不同氟含量的聚合物。所用的含氟單體主要是(甲基)丙烯酸氟化酯，例如，甲基丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸四氫全氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯等。合成按一般丙烯酸乳液聚合法進行。隨著氟含量的增大，涂層的疏水性增加，吸水率下降，耐化學品性能提高，見表2。

表2.乳液樹脂中氟含量對漆膜性能的影響

三、將含氟、含硅單體共用與丙烯酸酯一起聚合制成氟硅改性丙烯酸乳液，在疏水性、耐老化性、耐介質性、耐沾污性、耐水性等方面會有更明顯的改進。

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