室溫自交聯(lián)丙烯酸樹脂乳液制備及涂膜性能.pdf

1、丙烯酸樹脂是目前在制革生產(chǎn)中使用量較大的一類皮革涂飾材料,從生產(chǎn)成本、工藝過程及綜合性能諸方面來看,丙烯酸樹脂作為涂飾成膜材料較之其它成膜材料具有一定優(yōu)勢,但其主要的缺陷就是涂膜的熱黏冷脆,使其在使用上受到氣候條件的限制,即耐候性差。本論文采用添加功能單體和交聯(lián)劑的方式,通過預乳化和種子乳液聚合方法,制備出一系列室溫自交聯(lián)丙烯酸樹脂乳液,通過分析測試成膜基本性能,探索涂膜物化性能與單體配比等技術參數(shù)的相關性,旨為制備新型皮革丙烯酸樹脂涂

2、飾成膜劑提供技術思路和方法。
　　 首先,以丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和功能單體(雙丙酮丙烯酰胺DAAM、乙酰乙酰基甲基丙烯酸乙酯AAEM或甲基丙烯酸縮水甘油酯GMA)等為基本的單體原料,考察了丙烯酸樹脂乳液聚合過程中的工藝、條件以及乳化劑和引發(fā)劑對聚合物乳液及涂膜的性能影響。確定了合成丙烯酸樹脂乳液的最佳工藝,以丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯及功能單體為基本的單體原料,先進行預乳化,然后采用生成種子乳液的乳液聚合工

3、藝,參數(shù)具體如下:涂膜的理論玻璃化溫度Tg為-30℃;單體與水用量比為4:6;采用AES和OS-15為復合乳化劑,其質(zhì)量比為AES:OS-15=2:1,乳化劑總用量占單體質(zhì)量的3%;引發(fā)劑過硫酸銨用量為單體總質(zhì)量的0.5%;預乳化溫度為45℃,攪拌速度630r/mim;聚合反應溫度控制為85℃,攪拌速度為500-600r/mim。建議預乳化以及形成種子乳液時的攪拌速度較快,反應中逐漸變慢。
　　 分別將雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)

4、、乙酰乙?；谆┧嵋阴?AAEM)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)功能單體引入丙烯酸樹脂分子鏈中,并添加己二酸二酰肼(ADH)或己二胺(HAD)作為交聯(lián)劑,可制備具有室溫自交聯(lián)功能的丙烯酸樹脂乳液。將樹脂乳液成膜后,采用吸水率、抗耐溶劑性、涂膜的Tg、抗張強度及斷裂伸長率等為指標,考察了DAAM-ADH、AAEM-HAD、GMA-HAD三種交聯(lián)體系對丙烯酸樹脂乳液涂膜基本性能的影響。結果表明:三種交聯(lián)體系的加入,均使涂膜24h的吸水

5、率下降,由34%至少降至18.7%,在THF中的溶解度由幾乎全溶至少降低至37.2%;硬度提高;DAAM-ADH和GMA-HAD體系的引入均使涂膜的Tg上升,而涂膜的Tg基本不受AAEM-HAD體系的影響;添加了交聯(lián)體系的三種涂膜斷裂伸長率均降低,斷裂強度升高。添加了DAAM-ADH體系的涂膜表現(xiàn)為硬而強的特點,AAEM-HAD體系和GMA-HAD體系表現(xiàn)得強而韌。DAAM-ADH體系涂膜和GMA-HAD體系涂膜的硬度較同交聯(lián)度的AAE

6、M-HAD體系涂膜要高,因此,DAAM-ADH體系和GMA-HAD體系適合于皮革頂層涂飾用的室溫自交聯(lián)丙烯酸樹脂乳液的制備,AAEM-HAD體系更適合于皮革底層涂飾用的室溫自交聯(lián)丙烯酸樹脂乳液的制備。
　　 在分子鏈含功能單體乙酰乙酰基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)的丙烯酸樹脂乳液中,添加適量的蛋白質(zhì)類物質(zhì)(如明膠、酪素、多肽)作為交聯(lián)劑,利用蛋白質(zhì)分子鏈上的氨基能夠與AAEM反應的活性,制備一種新型的室溫自交聯(lián)的丙烯酸樹脂乳液,在

7、成膜時可形成蛋白質(zhì)和丙烯酸樹脂相互交聯(lián)的互穿網(wǎng)絡結構。采用涂膜的硬度、吸水率、耐溶劑性、玻璃化溫度(Tg)、抗張強度及斷裂伸長率等為指標,考察了三種蛋白質(zhì)類交聯(lián)劑對丙烯酸樹脂乳液成膜基本性能的影響。實驗結果表明:在三種交聯(lián)體系中,隨著交聯(lián)程度的增加,24小時的吸水率均趨于一致,均只溶脹,不溶解,由于蛋白質(zhì)的強吸水性,使涂膜吸水率均高于未經(jīng)交聯(lián)的丙烯酸樹脂涂膜;涂膜的硬度和抗張強度均逐漸增加,其中明膠交聯(lián)的硬度和酪素交聯(lián)的抗張強度最高,斷