引　言

    虽然有机硅改性丙烯酸酯乳液 ( 简称硅丙乳液 ) [ 1 - 2, 6 ] 兼有丙烯酸酯类树脂粘结性强、成膜性好的特点及有机硅树脂耐候性强等优异的性能 , 在外墙涂料领域应用广泛 ; 但由于硅丙乳液的合成需要乳化剂 , 会影响到乳液漆膜的附着力、耐水性和光泽等 , 使硅丙乳液涂料在光泽、耐水性、耐候性、丰满度等方面不如同类溶剂型涂料 , 同时还会造成环境污染 [ 3 - 4 ] 。如何在无乳化剂下合成硅丙乳液 , 解决硅丙乳液存在的上述问题 , 使硅丙乳液的应用范围得到进一步扩大 , 是硅丙乳液合成中的一个重要课题。本文利用丙烯酸丁酯 / 甲基丙烯酸 ( 钠 ) 低聚物代替乳化剂 , 使聚合反应在无乳化剂存在下进行 , 其聚合物涂膜性能得到了很大的改善 [ 3 - 4 ] , 较好地解决了硅丙乳液合成中存在的前述问题。利用丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸 ( 钠 ) 制备低聚物 P (BA /MANa) 代替乳化剂合成硅丙乳液 P(BA /MMA) , 目前尚未见文献报道。

    由于无皂乳液的乳胶颗粒大小比较均匀 , 产品中不残留乳化剂 , 得到的硅丙乳液的耐候性、耐水性、粘结性和电绝缘性能等更加优良 , 消除了乳化剂导致的缺点和污染 , 使硅丙乳液更广泛应用于外墙及苛刻条件下的工业和军事设施中 , 故该课题的研究具有十分重要的意义。

    1 　实验部分

    1. 1 　主要设备与原材料

    1. 1. 1 主要设备

    JJ - 1 增力电动搅拌器 ( 60 W) : 金坛市富华仪器有限公司 ; 电子万用电炉 (2 000W) : 北京市光明医疗仪器厂 ; 反应四口瓶 (500 mL) 、冷凝回流装置 : 定做产品 ; 激光粒径分析仪 :MS2000 英国马尔文仪器有限公司 ; X 射线衍射仪 : D /Max -2000pc 日本理学。

    1. 1. 2 主要原材料

    甲基丙烯酸甲酯 (MMA) : 分析纯 , 成都联合化工试剂研究所 ; 丙烯酸丁酯 (BA) 、α - 甲基丙烯酸 ( α - MAA) : 化学纯 , 北京益利精细化学品有限公司 ; KH - 570 ( γ 2 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 ) 、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷 : 分析纯 , 上海业昊化工有限公司 ; 过硫酸铵 : 分析纯 , 成都科龙化学试剂厂 ; 氨水分析纯 , 成都市联合化工试剂研究所。

    1. 2 　实验方法

    1. 2. 1 低聚物的制备

    在装有变速搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的四口瓶中 , 按照 n ( 丙烯酸丁酯 ) ∶ n ( 甲基丙烯酸 ) = 1 ∶ 1. 4, 乳液固含量 40% 的比例加入丙烯酸单体和去离子水 , 搅拌下加入氢氧化钠溶液至 pH 为 6; 然后搅拌 , 加热 , 待温度升至 78 ℃ , 加入 2 . 0% 加入过硫酸铵 ; 升至 80 ℃ 开始缓慢滴加丙烯酸丁酯 , 滴加结束后 , 保温 1 . 5 h; 降温至 40 ℃ 左右 , 用氢氧化钠溶液中和至 pH 为 7 ～ 8, 得到黏稠的乳状低聚物。

    1. 2. 2 无皂种子乳液的制备

    在带有变速搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的四口瓶中 , 将 5% 低聚物和 55% 的去离子水加入反应器中 , 搅拌加热 , 升温至 62 ℃ , 加入 1 . 8% 的过硫酸铵水溶液 , 升温至 74 ℃ , 加入 6% 的甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 、丙烯酸丁酯 (BA) 、α - 甲基丙烯酸 (MAA) 的混合单体 , 升温至 80 ℃ , 在 80 ℃ 时保温 30 min, 合成聚合物种子乳液。

    1. 2. 3 无皂硅丙乳液的制备

    在带有变速搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的四口瓶中 , 将无皂种子乳液升温至 84 ℃ 左右 , 控制一定的搅拌速度 , 以连续滴加的方式将剩余 (23% ) 混合单体及 9% KH - 570 加入种子乳液中 , 大约 2 h 左右滴完 ; 然后加入剩余的 (0 . 2% ) 过硫酸铵水溶液 , 在 90 ℃ 恒温 40 min 后 , 降温至 70 ℃ 左右 , 加入氨水中和至 pH 8 ～ 9, 恒温 15 min 后降温至 40 ℃ 以下 , 得到无皂硅丙乳液 , 装桶。

    1. 3 　无皂硅丙乳液的性能

    按最佳工艺参数和操作方式制备无皂有机硅改性丙烯酸酯乳液 , 并对其性能进行测试。其固含量为 43 . 4%; 涂膜吸水率为 2 .11%; 机械稳定性、钙离子稳定性及稀释稳定性好 ; 贮存稳定性一年无变化 ; 残余单体含量≤ 0 . 1%; 冻融稳定性、高温稳定性好 ; 最低成膜温度 > 0 ℃ 。

    按最佳工艺参数和操作方式制备无皂有机硅改性丙烯酸酯乳液 , 并用该乳液配制乳胶漆 , 各项性能均超过国家标准 , 尤其是具有卓越的耐候性、耐沾污性、耐洗刷性 , 达到国内外先进水平。(转)－天津瑞豪化工有限公司