环氧树脂改性苯丙乳液的制备研究（一）

点击数：955发布时间：2015-09-28 08:44:37　

摘要: 采用乳液聚合法制备出环氧树脂接枝改性苯丙乳液( EP － SA) ，重点研究了2 种不同相对分子质量的环氧树脂对接枝效率、接枝共聚物相对分子质量、乳液粒子粒径及其分布、粒子形貌、乳液涂膜耐水性的影响，结果表明: E － 20 环氧树脂改性苯丙综合性能更好。采用氧化还原后聚合处理以及水合肼转化后处理方法，成功地将EP － SA 的残余单体浓度控制在30 × 10 － 6以下。
    关键词: 环氧树脂; 苯丙; VOC; 耐擦洗性
    目前内墙涂料占全国建筑涂料总量的60%，是建筑涂料应用量最大的涂料品种。但是，与外墙涂料相比，内墙涂料的品种不多，主要成膜物质是丙烯酸酯或与烯类单体共聚的合成树脂，绝大多数为苯丙、纯丙乳液，少量的有叔碳酸乙烯酯－ 醋酸乙烯酯共聚乳液等。丙烯酸酯类聚合物因具有优异的保光保色性、化学稳定性等特点而得到广泛应用，但其存在与墙面基体附着力不高、耐水性差、耐碱性差以及热粘冷脆的问题［1］。而环氧树脂具有与基材粘附力高、耐碱性突出、易交联形成三维网状结构等特点，可以很好地弥补苯丙或纯丙乳液的不足。张洁等［2］采用E －20 改性苯丙乳液，得到的涂膜硬度和附着力显著提高，而吸水率降低。郭文录等［3］通过调整合成工艺、优化乳化剂配方、改变引发剂以及功能单体用量，成功制备了环氧树脂改性苯丙乳液，这种环氧树脂改性苯丙乳液的耐水性、耐碱性、Ca2 + 稳定性比苯丙乳液有了明显提高。
    本研究以苯丙接枝环氧树脂［4］为基础，制备环氧树脂改性苯丙乳液，使得环氧树脂在乳液中的固体含量达到10%，重点研究环氧树脂相对分子质量对乳液性能的影响; 探讨了降低乳液中残余单体含量的方法，以及环氧树脂改性苯丙乳液在内墙涂料中的应用，以满足人们对内墙涂料不断提出的高性能指标及环保要求。
    1· 实验部分
    1. 1 原料
    丙烯酸丁酯( BA) 、苯乙烯( St) 、过硫酸铵( APS) 、十二烷基硫酸钠( SDS) 、非离子乳化剂( B － 1) 、阴离子反应型乳化剂( AA －1) 、丙烯酰胺( AM) 、抗坏血酸、叔丁基过氧化氢、环丙基甲基酮( CPMK) 、水合肼: 化学纯，国药集团化学试剂有限公司; AOW 型水性环氧树脂固化剂: 工业品，扬州大学高分子材料研究所; 碳酸氢钠: 分析纯，中国上海虹光化工厂; 环氧树脂( E － 20，E －51) : 工业品，江苏扬农化工股份有限公司。
    1. 2 环氧树脂改性苯丙乳液( EP － SA) 的制备
    制备EP － SA 的配方如表1 所示。

向装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、pH 调节剂、环氧树脂以及混合单体，进行室温预乳化，制得预乳化液; 向装有电动搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入配方中剩余去离子水，搅拌升温至75 ℃，加入1 /7 预乳化液和部分引发剂，继续升温至80 ℃，当体系出现明显蓝光时，开始滴加剩余预乳化液和引发剂溶液， 3. 5 h均匀滴完预乳化液和引发剂溶液，保温反应1 h。冷却至45 ℃后出料，得到EP － SA; 降温至70 ℃，滴加叔丁基过氧化氢水溶液，再滴加抗坏血酸水溶液，反应一段时间后，最后滴加水合肼溶液，冷却至45 ℃后出料，得到超低VOC 含量的EP － SA。