有机硅改性苯丙乳液的制备及其作为涂料印花粘合剂的应用（一）

苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯类单体的共聚乳液。聚苯乙烯吸水性低，价格便宜，但受紫外线照射易黄变，质脆，耐冲击性差，与丙烯酸酯共聚，其性能能得到改善。苯丙乳液是目前我国zui广泛使用的乳液品种，它的性能优良，具有很好的颜料亲和力、耐碱性、耐油性、高光泽、耐光性和抗沾污性，在建筑涂料、金属表面涂料、粘合剂和胶粘剂等方面有着广泛的用途。但由于苯丙乳液的耐水性、耐氧化、耐气候老化、耐水性、抗张强度等方面仍存在一定的缺陷。聚有机硅氧烷（简称有机硅）主链为Si-0-Si键为无机结构，侧链为-CH3等有机基团，是一类典型的半无机半有机高分子。由于有机硅中Si-O键能高、内旋转能垒低、分子摩尔体积大、表面能小等特性，因而其具有优异的耐高低温性、疏水性、电绝缘性等。用有机硅氧烷对苯丙乳液进行改性，可以综合二者的优点，改善丙烯酸酯“热粘冷脆”、耐候、耐水等性能，在理论和应用上都有重要的意义。

1 有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法
有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法主要有两种，*种是物理改性法（即冷拼法），一般效果不佳；第二种是化学改性法。化学改性法是基于有机硅与聚丙烯酸酯之间的化学反应，其优点是将有机硅分子以化学键的形式接合到丙烯酸酯大分子上，从结构、组成上完成对丙烯酸酯的改性，达到分子级的效果。化学改性法根据不同的化学键合方式，可以分为硅丙缩合法和硅丙加成法。
1．1物理共混法
物理共混法是利用各组分问的协同效应或互补效应米改善丙烯酸酯性能的有效方法之一，按照共混的形式，该方法可以分为本体共混和乳液共混。一般来说，采用此方法得到的共混乳液稳定性不好，容易发生相分离，这是由于聚硅氧烷的表面自由能低及聚硅氧烷与丙烯酸酯聚合物的相容性差所造成的。可以采用两种方法来改善共混乳液的混溶性，一种方法是加入增溶剂以降低两相间的界面张力；另一种方法是加入交联剂以降低聚硅氧烷的分子迁移率。
1．2化学改性法
1．2．1 硅丙缩合法
硅丙缩（聚）合反应是有机硅改性聚丙烯酸酯的工艺是首先制备出带羟基、氨基、烷氧基或环氧基的有机硅树脂，通过缩合或缩聚反应使其与丙烯酸酯链上的活性官能团反应，从而将聚硅氧烷键合到丙烯酸树脂上。反应方程式为：1．2．2 硅丙加成法
采用含双键的有机硅单体（如乙烯基*氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基甲基硅烷譬）与丙烯酸酯其聚，在聚合物侧链引入硅氧烷，其反应方程式如下：
经有机硅接枝改性的丙烯酸乳液，其低温交联性更佳，同时在成膜固化后其力学性能和耐水性都有不同程度的增强。本研究结合产品应用试验，研制了一种易于合成并且使用性能良好的有机硅改性苯丙共聚的自交联型印花粘合剂。

2 实验
2．1主要原料和仪器
乙烯基二乙氧基硅烷（A-151，分析纯）、丙烯酸丁酯（BA，分析纯）、苯乙烯（St，分析纯）、甲基丙烯酸甲酯（MMA，分析纯）、丙烯酸（AA，化学纯）、丙烯酰胺（AM，化学纯）、N-羟甲基丙烯酰胺（化学纯）；十二烷基苯磺酸钠（SDS，化学纯）；异构十三醇聚氧乙烯醚（1370）和过硫酸铵（APS，分析纯）；氨水（分析纯，质量分数25％）。
傅立叶红外光谱仪，AVATAR360，美国NICOLET公司；精密增力电动搅拌器，JJ-1型。
2．2有机硅改性苯丙共聚乳液的合成方法及原理
本研究采刚预乳化法合成硅丙苯共聚乳液，首先将三分之二的乳化剂（1370和SDS）投入去离子水，搅拌使其溶解；然后加入BA、St、AA等混合单体，zui后加入有机硅改性剂A-151，强力搅拌1h，制成预乳液；另将引发剂APS溶入适量水中配制成溶液。在装有回流冷凝器、电动搅拌器、恒压液滴漏斗和温度计的500ml四口烧瓶中，加入去离子水和剩余乳化剂，搅拌溶解，并加入适量的预乳液作为种子乳液，再加入部分引发剂，然后开始升温，当温度升至75～80℃液体变蓝，引发反应10～15min，开始滴加剩余预乳液利引发剂，在1～1．5h滴加完毕，然后恒温反应1～2h；降温至40℃以下，用氨水调节pH值至7～8．过滤保存．其主要化学反应式如下：来源: 印染在线