乳液性能（共10篇）
乳液性能 篇1
随着建筑物向高层化、大型化发展,要求建筑外墙涂料使用期至少在15年以上,具有高耐候性、低沾污等性能[1]。丙烯酸酯乳液作为建筑乳胶漆的基料以其优质价廉而得以广泛应用,但丙烯酸酯乳液不能满足外墙涂料发展的要求。利用有机硅对丙烯酸乳液进行改性,使有机硅优良的耐热性、耐候性、保光性、抗粉化性、耐紫外性与丙烯酸酯乳液较低的价格、较好的成膜性以及较高粘性和强度等优点相结合,制备高性能硅丙乳液已成为近年来涂料行业关注的焦点[2]。
目前,国外已有多种性能优良的硅丙乳液产品。在国内也有较多报道,但由于有机硅改性丙烯酸树脂的技术路线原因,其乳液综合性能还不够理想,与国外产品还有一定的差距[3]。本文综述了外墙涂料用高性能硅丙乳液的制备技术和发展趋势,旨在为硅丙乳液的制备研究提供一定的参考。
1 硅丙乳液的制备路线
硅丙乳液主要是通过将含有活性基团或功能基的有机硅氧烷单体或低聚体与丙烯酸酯单体一起参与乳液聚合反应,形成接枝、嵌段或互穿网络的乳液聚合物。其主要包括以下几种方法:自由基共聚,接枝共聚,加成聚合。
2 硅丙乳液制备技术
常规乳液聚合是制备硅丙乳液的主要方法,但该方法很难制备高硅含量的硅丙乳液。为此,近年来,在常规乳液聚合技术的基础上,相继将微乳液聚合技术、无皂聚合技术、核/壳乳液聚合技术、互穿网络聚合技术、纳米技术等工艺技术应用于硅/丙乳液的制备,使乳液的性能得到较大程度的提高。
2.1 微乳液聚合技术
刘宇等采用微乳液聚合的方法制备了稳定性好,有机硅含量较高的硅丙乳液[4]。在有关的专利中提出了细乳液聚合法制备有机硅改性丙烯酸酯共聚物乳液的方法[5]。
但微乳液聚合需添加大量的乳化剂,使所得的乳胶膜耐水性差。刘宇等采用在乳化过程中加入助乳化剂的方法,只需少量的乳化剂就可以将单体有效地稳定成亚微米单体液滴(50～500nm),几乎没有胶束存在,单体液滴成为引发聚合和粒子成核的主要场所[4]。另外,采用反应性乳化剂也可以降低乳液中乳化剂的含量,提高硅丙乳液的性能。
2.2 无皂乳液聚合技术
无皂乳液聚合已成为制备高性能乳液的一种重要方法,其采用反应性乳化剂进行乳液聚合,在国外的应用十分广泛,特别是在制备高性能硅丙乳液的过程中。
我国在这方面也有一定的研究。方荣利等利用聚丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸( 钠) 齐聚物代替乳化剂,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,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,使硅丙乳液可更广泛地应用于外墙及苛刻条件下的工业和军事设施中[6]。张晓东以丙烯酸酯类单体、苯乙烯、苯乙烯磺酸钠、有机硅类单体为原料,采用无皂乳液的聚合方法,使有机硅与丙烯酸树脂通过化学键连接,通过对不同单体的优化组合,合成了性能优良、稳定的无皂硅丙乳液[7]。
2.3 核/壳聚合技术
核/壳聚合技术已成为制备高性能乳液的重要的方法。一方面核壳乳液聚合可以调节聚合物的玻璃化温度,即调节聚合物膜的硬度,并为体系带来内增塑性;另一方面通过引入带有不同的反应性基团,如羧基、羟基、酚胺基等单体,可把某些特定物理机械性质带给聚合物膜。利用核/壳乳液聚合技术,在不改变乳液组成的前提下,通过改变核层和壳层的单体组成比例,提高乳液的某些性能如抗回粘性、耐沾污性、低温施工性等。陈安仁等采用核壳聚合和相反转技术制得了具有良好性能的硅丙乳液[8]。
2.4 纳米技术
2.4.1 无机纳米材料改性硅丙乳液
杨慕杰等提出了一种有机硅改性丙烯酸酯/无机纳米复合乳液的制备方法,该乳液在硅丙乳液粒子中包含有纳米SiO2、TiO2、ZnO、CaCO3等无机相,采用反相乳液聚合/乳液聚合的两步聚合法制备而成[9]。李玮等用无机纳米粘土采用原位聚合法对于硅丙乳液进行改性,提高了硅丙乳液的稳定性,改变了乳液存在流变性较差、难以涂装成型等缺陷[10]。徐瑞芬等采用原位聚合法制备了纳米TiO2/硅丙复合乳液,此乳液具有的一系列优异的光催化活性,可作为高档环保涂料的基料,起到净化环境、杀菌抑菌的效果[11]。中科院纳米工程中心等采用原位聚合法制备了ZnO纳米材料杂化硅丙乳液,将ZnO纳米材料的吸收远红外线、反射紫外线和杀菌等多种性能赋予硅丙乳液[12]。
2.4.2 纳米乳液改性硅丙乳液
纳米乳液是近年来发展起来的一种新型乳液,其乳胶粒子的粒径控制在10～50nm之间,乳液的成膜性能、致密密度、光洁度等性能将有很大的提高。在配漆过程中可减少含VOC的各种助剂的使用。所以,乳液纳米化是降低乳胶涂料VOC含量的有效途径之一。但是采用这种方法制备的纳米级乳液通常固含量低(<10%,m/m);乳化剂含量高(～10%,m/m),大大限制了它的实际应用。为此,常采用纳米级乳液同常规乳液共混的方法,以提高固含量、降低乳化剂含量并通过共混复合以降低VOC含量。但这种简单的机械共混方法,存在体系不稳定、易分散,粒径的匹配等问题,不宜作为高性能涂料。有专利(02136382.X)采用功能性纳米乳胶粒对于硅丙乳液改性,制备了一种原位纳米复合硅丙乳液,该乳液以纳米级纯丙乳液为芯,以有机硅单体和(甲基)丙烯酸单体混合物为壳,在水介质中进行自由基乳液共聚合形成芯/壳结构。而且在进行所述的乳液聚合中或者聚合后加入一种含有羟基或氨基或环氧基或醛基的功能性纳米乳液,和有机锡催化剂或偶联剂,使其粒子同核/壳硅丙乳胶粒的壳层发生粘合、包埋、静电吸附、化学键合等作用,将功能性纳米乳胶粒固定并覆盖于核/壳硅丙乳胶粒的表面,实现原位复合。该制备方法制得的原位纳米复合硅丙乳液,可用于涂料生产中,制得具有优异的防水性、耐水性、耐候性、光泽保持性、防沾污性,而且有优异的成膜性和低VOC含量,有防霉杀菌等纳米效应的涂料[13]。
3 制备高性能硅丙乳液的单体
硅丙乳液的性能除了和聚合技术有较大的关系之外,和其制备原料有密切的关系,如采用性能优良的特种单体,可有效提高硅丙乳液的综合性能。
3.1 有机硅单体的开发
有机硅组分主要有以下几类:一类是含聚合活性的有机硅氧烷单体,如乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等,该类单体可与丙烯酸单体直接共聚。另一类是含有功能基的聚硅氧烷,其与聚丙烯酸酯分子链上功能团发生化学反应,成为聚丙烯酸酯分子链上的支链;再有,含有活性基团的环型硅氧烷,开环后参与共聚反应。
目前,合成硅丙乳液所用的反应性有机硅单体大多为含双键的硅烷偶联剂,由于含有可水解基团,在乳液聚合条件下易水解生成活性硅醇,继而交联缩合生成大量凝聚物,故难以获得高硅含量的聚丙烯酸酯乳液,对乳液性能改性有限。在最初的研究中,主要采用单体延迟滴加、加入水解抑制剂等措施[14,15],但效果不理想,有机硅单体的用量仅占单体总质量的2%～5%左右。为此,开发适合硅丙乳液聚合的单体成为重要的问题。
3.1.1 有机硅单体的改性
影响有机硅单体水解缩合速度的因素包括有机硅氧烷水解基团的空间位阻、有机硅氧烷在水中的溶解度和浓度、催化剂、反应温度等[16]。最初,为提高有机硅组分的含量,主要是从聚合工艺的控制来考虑,但是其效果有限。为此,研究工作者从有机硅单体的结构出发,探索并制备适合硅丙乳液聚合的新型有机硅单体。唐敏锋从分子设计的角度出发,利用氯硅烷与烷氧基硅烷的取代反应,合成了含有Si-O-Si键、具有支化结构的新型有机硅单体,在此基础上,制得了高硅含量的MMA/BA/MATS共聚乳液[17]。龚兴宇利用醇解反应将C-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中OCH3基团置换成空间位阻更大的OCH2CH3或OCH (CH3)2,以调节聚合过程中单体水解缩合速度,制得硅烷含量占单体总量15%的硅丙乳液,以其为基料可制成高性能外墙硅丙乳胶漆[18]。王国建等提出了采用不宜水解的单体乙烯基烷氧基硅烷,采用二元醇作为水解抑制剂,可有效的防止聚合过程中有机硅单体的水解,保证了乳液中有机硅含量达到了15%以上,通过互穿网络技术和核壳技术的结合制备了一种高硅含量的硅丙乳液[19]。
3.1.2 长链大分子活性有机硅单体
实验表明,对于有机硅活性单体,硅氧烷分子链适当增加,在不破坏硅丙乳液稳定性的前提下,可改善和提高硅丙乳液涂料性能。孙揭阳将乙烯基有机硅单体及环状有机硅单体在碱催化下,合成有机硅预聚体,再与丙烯酸酯进行共聚制得硅丙乳液及其建筑涂料[20],结果表明:有机硅含量可达到10%,使乳液的稳定性、涂料漆膜的耐老化性、耐洗刷性、耐沾污性达到理想状态。国外不少公司已有带长链硅氧烷的活性有机硅单体商品,可方便地直接用于与(甲基)丙烯酸酯单体的乳液共聚合,如日本东亚合成化学工业公司(株)的商品AK-5、AK-30,日本窒素公司的商品FMO725。这些接枝长链硅氧烷链的活性有机硅单体,在与(甲基)丙烯酸酯共聚时聚合反应平稳,不会发生交联凝聚等问题,最终制得的硅丙乳液性能尤为优良。
3.1.3 混合硅氧烷化合物
硅丙乳液聚合过程中,一般仅使用一种有机硅氧烷,为了提高产物综合性能,不少专利中使用混合硅氧烷化合物。在硅丙乳液聚合时,同时采用有聚合活性的有机硅氧烷单体和含有功能基的聚硅氧烷,与丙烯酸酯单体发生乳液聚合,制得的硅丙乳液性能更为优越[21]。
3.2 特种丙烯酸酯单体
在硅丙乳液聚合中,丙烯酸及其酯类单体的选择对于乳液的性能同样有重要的影响。使用部分特种丙烯酸酯单体,会使乳液产品质量明显提高,如旭化成工业株式会社专利披露[22],在硅丙乳液聚合所用的(甲基)丙烯酸单体中,若使用5%以上的丙烯酸环烷基酯,如环己酯、2-羟基环己酯、甲基环己酯等,可得到耐候性特别优良的硅丙乳液涂料,其起始光泽可提高37%,光泽保持性提高20%。
4 硅丙乳液的组成特征
在硅丙乳液中,单体的种类和含量对于乳液的性能有着重要的影响。一般而言,丙烯酸酯单体种类对于乳液的成膜性以及涂膜硬度、韧性都有重要影响。在乳液的合成中,丙烯酸单体要根据涂膜特性的需要合理搭配硬单体和软单体的比例。在硅丙乳液聚合中,使用的有机硅改性组分中R2SiO和RSiO3/2单元的含量对涂料的性能也有重要作用。当提高R2SiO单元的量时,形成的硅丙共聚物成膜柔软且较粘稠并显示出较高的沾污性。当提高RSiO3/2单元的量时,共聚物成膜较硬、较脆。所以说,在乳液聚合时,应搭配适当的两种硅氧烷单元比例,使乳液获得理想的使用性能。在硅丙乳液聚合中,一般要求使用的有机硅改性组分是由含有45%～65%(摩尔分数)的R2SiO单元和35%～55%(摩尔分数)的RSiO3/2单元组成。当然,硅氧烷中也可含有SiO1/2和SiO2单元。
5 结 语
总之,高性能硅丙乳液的制备技术已较为成熟,对于硅丙乳液的聚合机理、乳液性能以及聚合结构特征已进行了较为深入的研究。但在乳液制备技术创新方面有待进一步提高,尤其在新型单体开发、反应型乳化剂的开发、纳米技术以及如何制备高性能外墙硅丙乳液的路线和工艺等方面,还需进一步深入研究,开拓新的制备方法。
乳液性能 篇2
即使出门在外也能用乳液补妆。补妆的话，如果仅仅是补上妆花了的部分恐怕并不能达到很好的补妆效果。虽说这样，但全部卸掉再重新化妆也是不可能的。妆花了的话很容易给人留下失态的印象，但是用棉棒或化妆棉蘸上乳液擦掉妆花了的部分，再在此基础上重新补妆的话，就会收获比简单的补妆更意想不到的效果。出门在外的话，用迷你瓶或是隐形眼镜用的小瓶装上少量的乳液备用的话也能为你减轻行李了。
2.洁净毛孔
素颜的你是否也在为自己脸上的黑头而愁苦不已呢?乳液就能为你解决这样的烦恼。首先卸掉妆将脸洗净，泡个热水澡好好暖暖身体。然后用毛巾将脸上的水气擦掉，用手掌好好地暖一下乳液。再将暖好的乳液涂在脸上，手掌紧紧地贴着脸颊，由内到外慢慢地按摩。为了充分吸收乳液，脸颊内侧的乳液干了的话，可以一边添加乳液一边按摩。这样持续一会儿，伴随着手掌略带粗糙的触感，污垢就自然而然从因为水油而充分放松的毛孔里出来了。然后用蘸了化妆水的化妆棉擦掉脸上的污垢和乳液，之后再抹上普通的护肤品就可以了。用乳液洁肤的话，会比用一般洁净力高的洁面乳或卸妆液给皮肤带来的伤害要小，另外，它还拥有让因干燥而变得粗大的毛孔缩小的功效。
3.去角质
秋季男士保湿乳液新推荐 篇3
由于每种产品都有自己的特点，男士们可根据自己的皮肤特点来选择不同的保湿产品。下面推荐3款适合秋季使用的保湿乳液。
推荐一：兰蔻男士24小时保湿精华乳液
兰蔻男士24小时保湿精华乳液是凝露状的质地，清新不油腻，使用时令人感到愉悦和舒适。配方中含有的甘油成分，能让皮肤的水分立即恢复平衡，并且持续24小时保湿。
参考价格：520元/50毫升
网友点评：这款乳液的功效相对单一，除了补水保湿效果之外，其他的功效都很欠缺。
编者点评：此款产品能为你的皮肤补充水分，不再有紧绷感，从内到外都会感到舒畅。
推荐二：高夫男士活力紧致乳液
萃取橄榄叶精华，迅速加快皮肤基底胶原蛋白的再生，唤醒皮肤自我修复能力，轻松抚平岁月痕迹；同时激活弹性酶，释放高强度抗氧化能力，迅速阻击导致细胞老化的自由基，有效抵御松弛，回复自然紧致。
参考价格：168元/75毫升
网友点评：一直以来都坚持使用此款产品，早晚洁肤后，取适量涂抹于面部，能够很好地帮助皮肤吸收。
编者点评：高夫男士活力紧致乳液除了能为皮肤补充大量水分之外，还有促进皮肤新陈代谢以及细胞再生的功能，对于松弛皮肤有较好的修复和提拉紧致作用。建议30岁以上的男士选用此款产品。
推荐三：碧欧泉男士炽能醒肤精华乳液
碧欧泉男士炽能醒肤精华乳液是男士护肤品中的经典产品，被称为男士皮肤的“保护神”。天然保湿因子保证皮肤表面的水分可以持续保湿，对于秋天的干燥天气来说是再好不过。然而除了优越的补水保湿功能以外，其最大的亮点就是人参成分，可以促进微细循环，使容貌更有气色。
参考价格：480元/50毫升
网友点评：整体来说此款产品很不错，我是晚上和活肤水分露一起用的，第二天起来发现皮肤光滑紧实了很多。
编者点评：此款产品特别适合经常熬夜、睡眠不足等男性人群。长时间使用，能够持续改善皮肤倦容，一扫疲劳的暗沉与老化肤质，皮肤焕然一新。
扩展阅读
男士护肤注意4个细节
1.摒弃不良生活方式
抽烟、熬夜、各种酒肉应酬、饮食无规律，都可能导致身体内分泌紊乱，皮肤也会受到影响。如经常抽烟的人脸色暗淡；熬夜的人面色泛青，黑眼圈明显；应酬过多，皮肤会泛油光。
2.把剃须当作一种享受
刀片与皮肤的亲密接触，多多少少对皮肤是个刺激。在使用刀片湿式刮须时，先将脸洗净，以防细菌侵入，之后用热毛巾敷面使皮肤的角质层软化。剃须时选用质地温和的剃须膏，以减缓刀片对面部皮肤的摩擦。剃须后一定要涂须后水或须后乳，调理、镇静紧张的肌肤，使其恢复生机。
3.吃出好皮肤
有粗大毛孔、油性皮肤和暗疮滋生状况的男士，要避免吃油腻及煎炸的食物，辛辣食物也要远离。多吃抗氧化食物可以使皮肤增加结实感及弹性，如青椒、花椰菜、西红柿、木瓜、橙子、猕猴桃等。
4.适量运动
乳液性能 篇4
由于聚乙二醇具有螺旋结构和与环氧树脂化学相容性好等特点,本研究采用聚乙二醇6000与环氧树脂E20合成高分子非离子型乳化剂EP6,主要分析了合成过程中羟基和环氧基的不同比例对乳液和最终漆膜性能的影响以及乳化剂用量对乳液储存稳定性的影响。
1 实验部分
1.1 实验原料和仪器
聚乙二醇(PEG6000,化学纯),国药集团化学试剂有限公司;环氧树脂(E20,工业级),广州市东风化工实业有限公司;催化剂:实验室自制;水性固化剂(NH380,工业级),广州市东风化工实业有限公司;去离子水。
台式高速离心机(800型),上海手术器械厂;电动搅拌器(D-971型),常州澳华仪器有限公司;砂磨、分散、搅拌多用机(SF0.4型),中国常州彩宝机械有限公司。
1.2 涂膜的制备
将水性固化剂NH380与制备好的水性环氧乳液按一定比例进行混合,然后搅拌均匀混合物,最后使用涂布器将之涂布在预处理过的马口铁板上,使其在室温下固化。
1.3 乳化剂的制备
把配方中聚乙二醇和环氧树脂E20放入1000 mL的装有温度计、搅拌器和冷凝管的四口烧瓶里,在氮气保护中进行加热,温度达到110 ℃后,将物料进行搅拌,搅拌均匀后加入自制的催化剂,然后于(90±5) ℃进行恒温反应,经过一定时间后可制成乳化剂EP6[1]。
1.4 水性环氧乳液的制备
首先按比例把加热后的环氧树脂E44和乳化剂EP6放入2 L 的广口不锈钢釜里进行匀速搅拌,当体系温度为(60±5)℃时,边搅拌边缓慢地将蒸馏水滴入其中,直到体系黏度骤降,此时可判断其发生了相反转,体系连续相由环氧溶液相转为水相,持续进行一段时间快速搅拌之后再次加入蒸馏水,将其浓度稀释到一定程度后即制备完成[2]。
2 结果与讨论
2.1 EP6和 E44的结构表征
环氧树脂根据不同物质量比与聚乙二醇进行反应,可获得不同端环氧基共聚物或端羟基共聚物,反应方程式如式(1)、式(2)。
(1)
(2)
具备上述类型的分子结构的EP6乳化剂可由聚乙二醇及环氧树脂E20作为原料制备,环氧树脂E20及乳化剂的红外光谱如图1(乳化剂EP6(a)和环氧树脂E44(b)的红外光谱)。
从图1可获知在3400 cm-1附近,乳化剂曲线与环氧树脂E20曲线都出现了羟基吸收峰,然而在910 cm-1附近,环氧树脂E20曲线出现环氧基团吸收峰,乳化剂EP-PEG曲线则没有。该图示表明,环氧树脂E20的环氧基团与聚乙二醇羟基发生了较为完全的反应,得到端羟基乳化剂。
2.2 环氧基与羟基配比对乳液性能的影响
通过更改PEG6000与E20的n(羟基):n(环氧基)的配比而合成几种不同的乳化剂,然后制备固含量为50%的乳液,把水性固化剂NH380分别和这些乳液反应制备出涂膜,性能结果如表1。
从表1可看出,随着羟基增加时,涂膜硬度、附着力以及涂膜透明性都随之降低,环氧基的存在更有利于性能的提升,然而,当n(羟基):n(环氧基)=1.2:1时,所制的环氧乳液不仅稳定性较好,且其涂膜性能较之其它配比也更胜一筹。在此比例下合成的乳化剂具有良好平衡的亲水亲油性,使得环氧液滴中包含其亲环氧链段,在氢键作用之下,亲水基与水分子缔合,稳定环氧乳液。
当n(环氧基):n(羟基)大于1.2,可能导致乳化剂分子链两端是环氧基团,环氧基团中的亲油性太过强大,减弱乳化剂分子醚链段和水的亲水作用,降低了乳化效果,使乳液稳定性差。
当n(环氧基):n(羟基)小于1.2,羟基亲水性过高,将导致水相中存在大部分胶束形式的乳化剂,从而影响乳化作用,乳液稳定性差。
2.3 乳化剂的用量对乳液性能的影响
我们将PEG6000与E20作为原料,按照n(羟基):n(环氧基)=1:1.2的比例合成乳化剂。而后通过改变乳化剂用量制得不同的乳液,考察乳化剂用量对乳液稳定性及涂膜性能的影响,结果如表2。
备注:□优;△良;●差。
从表2可知,当乳化剂用量极低,比如只达到6%的时,乳液稳定性差,将其放在室温下24 h后即会分层。当乳化剂用量达到12%时,则乳液稳定性好,使用离心机以3000 r/min转0.5 h也不会发生破乳或分层现象。
相反转机理可以解释该现象。如乳化剂用量小于6%时,乳液稳定性将跟随乳化剂用量的增加而提高[3]。当对体系刚刚滴加水进行乳化时,体系中水含量稀少,然后水滴表面将被乳化剂分子覆盖并形成界面膜,这时水滴间吸引力将小于水滴间排斥力,保持水滴具有恒定的大小,持续加入水滴,水滴体积增加,水滴间距缩短,当达到临界状态时,原本散布于油相中的水滴将经过融合变为连续相,其上属体系也将变成水包油型乳液[4]。
如乳化剂用量少于6%,乳化剂分子无法及时在体系增加水含量时将水滴进行包覆形成界面膜,在剪切作用之下,原本的小水滴经过互相碰撞变成大水滴,当相反转发生时,环氧树脂分散相会有未融合成连续相的小水滴被固定在其中,构成油包水型乳液,该乳液分散相微粒尺寸大,稳定性差,为不完全相反转。
如乳化剂用量为正常标准如12%,充足的乳化剂分子可在体系发生相反转前将包覆起水滴表面,分散相液滴尺寸恒定得以维持在低水平,构成水包油型乳液,稳定性好,为完全相反转。
如乳化剂用量大于12%,体系发生相反转时,因环氧树脂连续相中有过多乳化剂分子,其中一部分在过程进行中无法及时的与水相进行融合,未能及时融合的乳化剂分子在水相中将以胶束形式存在,已乳化的分散相粒子不会因其关系再乳化,最终变为被包覆在双层乳化剂分子中的环氧树脂粒子,乳液稳定性并没因为乳化剂用量的加大而获得提高。
3 结 语
目前国内比较常用的水性环氧乳液的合成基本都采用相反转法,而乳化剂的合成和选用对乳液的稳定性和漆膜的各项性能起着至关重要的作用,笔者在90(±5)℃温度范围内,用原料PEG6000和E20按n(羟基):n(环氧基)=1:1.2合成高分子非离子型乳化剂,用该高效乳化剂制备稳定的水性环氧乳液,结果显示,当乳化剂用量为12%时乳液的各项稳定性测试均最佳,在实际的生产中我们发现,贮存2年后乳液也不发生分层和平均粒径变粗的现象。
摘要：在(90±5)℃温度范围内,原料PEG6000和E20按n(羟基)∶n(环氧基)=1∶1.2合成高分子非离子型乳化剂EP6,用该乳化剂通过相反转法制备稳定的水性环氧乳液,当乳化剂用量为12%时构成水包油型乳液,为完全相反转,乳液各项稳定性最好。
关键词：水性环氧乳液,合成乳化剂,相反转,乳液稳定性
参考文献
[1]施文磊,张道洪,井丰喜,等.一种水性环氧树脂乳液的制备方法[P].201210118774,2012-8-8.
[2]胡登华,官仕龙,陈协,等.水性环氧树脂的研究进展[J].武汉工程大学学报,2011(10):13-16.
[3]张雪芳,高俊刚,吕红秋.相反转法制备水性环氧树脂及其固化动力学[J].高分子材料科学与工程,2012(7):56-70.
抵抗秋冬干燥最靠谱的润肤乳液 篇5
▲由珍稀植物精萃凝就，柔润质感，触肤瞬透吸收：
▲易于与其他护肤品搭配，不仅能强化其本身卓效的修护效果，更能促进后续保湿、美白、抗皱类等针对性护肤品的渗透吸收：
▲积雪草成分帮助促进真皮层中胶原蛋白形成，还可帮助受损的组织愈合及紧实肌肤：
▲蛇麻草成分促进皮肤新陈代谢，镇静舒缓：
▲人参成分提高肌肤免疫力，刺激微循环，防止外部环境的伤害：
▲迷迭香成分可杀菌及舒缓镇静，加强新陈代谢；
▲马尾草成分收敛及紧实肌肤，增加真皮层的弹性。
美丽播报
秋冬是护肤领域传统的保湿季，开始变得敏感、干燥的肌肤会在空调房中损失更多水分，而一款丰润的乳液可以为肌肤提供最全面的营养和水分。对于乳液这样的基础护肤品，不像化妆品那样追求时尚潮流，最为经久不衰的口碑产品才是最好的选择。
美丽PK台
carol大琪
【曾用产品】倩碧毛孔细致精华露
我平时使用的倩碧毛孔细致精华露特点是适合任何肌肤类型，同时不合油脂，质地很轻薄，最大的优点是不会堵塞毛孔。至于主打的有效细致毛孔我却没怎么体会到。但是这款精华露我觉得只适合炎热的夏季使用，到了秋冬需要更滋润的产品，它就不能担当“大任”了，我觉得到了现在换季时节，我更倾向于改用本期试用的希思黎全能乳液。
sami璐琰
【曾用产品】丝塔芙保湿润肤露
我之前一直使用丝塔芙保湿润肤露，原因主要是它以温和出名，就连小宝宝都能用，被称为典型的“减法护肤”代表。我相信过多的护肤程序和过度复杂的成分都对皮肤不是很好，也许还会加重肌肤的负担。但是丝塔芙这款乳液对我来说有点厚重了，吸收不是很完全。而这次试用的希思黎全能乳液就属于比较简单却经典的护肤品，一瓶满足所有日常护肤需求那种，正符合我的保养理念。
Xiqiaovvf
【曾用产品】巴黎欧莱雅雪颜美白润肤霜
我今年春夏一直使用的巴黎欧莱雅雪颜美白润肤霜带有一定防晒指数，可以直接涂好就出门，非常适合懒人。不过，它打着美白和保湿的旗号，但滋润度和美白效果都不太尽如人意，只有价格可谓非常亲民。这次试用的希思黎全能乳液不愧为经典的殿堂级乳液，真的满足所有我对乳液的期待，但就是价格有点高。
达人试用体验
carol大琪
“打开瓶盖的时候就被这款乳液的香气吸引了，迷迭香的味道很对我的胃口。它的白色膏体流动性挺强，延展性不错。我是混合型外加敏感的肌肤，属于很难伺候的类型，但是这款全能乳液的草本香味让我觉得很安心，涂抹后瞬间就觉得肌肤软软的，触感很好。这款乳液滋润度非常好，但是保湿效果我觉得因人而异吧，很多用过的朋友和我说它保湿很好，对于我的肌肤来说，冬天使用的话还是觉得有点干，搭配点保湿精华应该就完美了。”
sami璐琰
“希思黎的全能乳液是大名鼎鼎的顶级经典护肤品，也是希思黎品牌的明星产品了，在护肤界一直被誉为经典。不过它的价位还是有点高，这次让我得偿所愿试用，就可以好好感受一下了。打开后我闻到一股非常淡雅的清香，我记得这个品牌标榜的就是纯植物护肤理念，所以味道非常天然、柔和。这款乳液呈清润的奶状质地，用起来非常温润柔滑，延展性很棒，涂抹毫不费力。轻轻地按摩后，肌肤很快就吸收了所有乳液，可以看到光泽度有明显提升。我觉得现在的季节使用正好，滋润度足够。”
Xiqiaovvf
“希思黎这款‘贵妇保养品’我垂涎很久了。进入秋季以后，我的肌肤状态很不好，敏感、缺水、黯沉……用什么都不给力，连镜子都不想照了。这款产品介绍说可作为打底产品，与其他护肤品结合使用，是一款百搭型乳液，这一点我很喜欢。在脸上推开后，我发现它的质地比想象中还要轻透丝滑，水润感十足，延展性非常好。而且它的触感清爽不黏腻，感觉补充了大量水分，却完全不油腻。完全吸收后，我觉得肌肤更加通透，有光泽，软滑细腻，并且肌肤表面没有任何乳液残留，完完全全都被肌肤吸收了，很清爽。我家里正好有肌肤水分测试仪器，测后发现使用了这款乳液后肌肤水分上升了20多个百分比，这个数字就算对于保湿精华来说都是非常高的了！难怪涂抹后那么舒适，由内而外的水润舒适。怪不得听说戴安娜王妃都特别钟爱希思黎这款全能乳液呢！”
达人沙龙
carol大琪：不要以为秋冬季多喝水就可以为肌肤提供足够的水分，科学家已经证明喝水对于缓解肌肤干燥的功效比较微笑，因为很多水分在向皮肤细胞输送时还没到达肌肤细胞就被代谢掉了。而且，超量饮水还会带走体内很多有用的电解质和矿物质，而这些都是肌肤中重要的锁水元素。所以，秋冬季还是要多选择含有玻尿酸成分的护肤品，因为玻尿酸大量存在于人体的结缔组织及真皮层中，是一种透明的胶状物质，有500倍的吸水能力，惊人的吸水能力让它成为了公认的最佳保湿成分。
saml璐琰：秋冬肌肤干燥时不要只是不停地使用喷雾，因为矿泉喷雾中含有微量矿物离子，可以镇静敏感肤质，补充水分，但喷雾中并不合能锁水的保湿成分，如果喷后没有及时使用乳液锁住水，那么喷雾在蒸发干掉的过程中反而会从肌肤中吸收更多水分，让肌肤陷入越喷越干的恶性循环。喷雾在肌肤上停留的时间不要超过1分钟，多余的水分要用纸巾吸除，然后立刻擦上保湿乳液。
乳液性能 篇6
1 原材料
玻化微珠:山东创智新材料科技有限公司生产,最大堆积密度120 kg/m3,筒压强度300 kPa～500 k Pa,导热系数0.028 W/(m·K)～0.05 W/(m·K),表面玻化率≥95%。
水泥:中联水泥厂生产的42.5R快硬硫铝酸盐水泥;粉煤灰:华电国际邹县发电厂Ⅰ级粉煤灰,符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定;VAE乳液:南京丹沛化工有限公司生产,固含量55.5%;建筑石膏粉购于化工市场。其他试剂包括硅酸钾、硬脂酸、聚乙烯醇。
2 实验
按照聚乙烯醇1份、硬脂酸5份、水100份(质量比)的比例,先将聚乙烯醇加入到水中并加热、搅拌,在80℃下将聚乙烯醇完全溶解,然后将硬脂酸加入到聚乙烯醇溶液中,继续加热、搅拌,待硬脂酸融化后停止加热,继续搅拌并滴加适量的乳化剂、消泡剂,冷却至室温后制得硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂[9]。
按照表1配比称量各物料,基料混合均匀后,将硅酸钾水溶液和水混合搅拌均匀,通过喷射枪依次将硅酸钾水溶液、VAE乳液和防水剂均匀喷洒到基料中,搅拌均匀后以0.5 MPa压力模压成型,1 h后脱模。将试样在自然条件下养护7 d后,在100℃条件下恒温烘制2 h,再将试样在45℃条件下烘干至恒重。各组分的掺量均以基料质量的百分含量表示。
3 结果与分析
玻化微珠无机保温材料的力学性能测试结果如图1所示。据图1可知,掺加VAE乳液可以提高材料的强度。掺加10%VAE乳液使试样S2的抗折强度由空白试样S1的0.56 MPa提高到0.64 MPa,抗压强度由试样S1的1.15 MPa提高到1.34 MPa,抗折、抗压强度分别提高了14.29%、16.52%,增强效果明显。试验中,硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂的加入未对玻化微珠无机保温材料的强度造成影响。
玻化微珠无机保温材料的软化系数、2 h体积吸水率测试结果分别如图2、图3所示。由图可知,掺加VAE乳液和防水剂均可提高材料的软化系数,降低材料的体积吸水率。掺加10%VAE乳液和5%防水剂分别使试样S2和试样S3的软化系数由空白试样S1的0.42提高到0.56和0.70,复合掺加10%VAE乳液、5%防水剂试样S4的软化系数提高到0.71,较试样S1提高了69.05%。试样S2、S3和S4的体积吸水率由试样S1的16.9%分别降低到12.6%、6.9%和6.9%,防水剂的加入使材料的2 h体积吸水率降低了45.24%。
由试验结果可知,硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂可以显著提高材料的软化系数,降低材料的体积吸水率,而掺加VAE乳液在明显改善材料力学性能的同时,也改善了材料的防水耐水性能。
为进一步明确VAE乳液和硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂的作用机理,对试样S1和S4进行SEM分析,分别如图4、图5所示。
物料在搅拌过程中,胶凝材料优先包覆在玻化微珠表面,模压成型时,成型压力不宜过大,造成混合料之间堆积不够紧密,胶凝材料水化产物不能完全填充玻化微珠间的空隙,胶凝材料硬化体内部存在较大间隙,不够致密,如图4。掺入VAE乳液以后,随着体系水分的消耗和散失,有机高分子物质粘附于胶凝材料水化产物上,形成一定的聚合物防水膜,填充于水化产物间的孔隙内,增加了胶凝体系内部的粘结性,并在一定程度上阻碍了水分的渗入,提高了材料的力学强度和耐水性能;掺入硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂后,硬脂酸颗粒分散在胶凝体系的间隙中,在100℃烘制材料时,硬脂酸颗粒融化,冷却后成膜,填充于胶凝体系的孔隙中,聚乙烯醇也会在胶凝体系中形成具有阻水作用的不规则网膜,从而大大提高了材料的防水性能,如图5。
4 结论
以玻化微珠、水泥、粉煤灰和石膏为主要原料,硅酸钾为外加剂,通过模压成型工艺制备出玻化微珠无机保温材料,其抗折强度为0.56 MPa,抗压强度为1.15 MPa,软化系数为0.42,2 h体积吸水率为16.9%。
复合掺加10%VAE乳液和5%硬脂酸-聚乙烯醇乳液防水剂使材料的抗折强度、抗压强度分别提高到0.64 MPa和1.35 MPa,软化系数提高到0.71,2 h体积吸水率降低到6.9%,软化系数增加了69.05%,2 h体积吸水率降低了45.24%。
参考文献
[1]钱伯章,朱建芳.建筑节能保温材料技术进展[J].建筑节能,2009,37(2):57.
[2]顾天舒,谢连玉,陈革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学,2006,23(z2).
[3]李珠,张泽平,刘元珍等.建筑节能的重要性及一项新技术[J].工程力学,2006,23(z2).
[4]宋长友,黄振利,季广其等.外墙外保温防火技术现状及其问题探讨[J].建筑科学,2008,24(2).
[5]王永亮.无机保温材料在外墙外保温体系中的应用与研究[D].兰州:兰州理工大学,2011.
[6]苏雪药,苏茂尧.化学发泡氯氧镁水泥防火材料的研究[J].硅酸盐学报,2002,30:135-137.
[7]张水,李国忠.发泡水泥轻质保温材料的制备与性能研究[J].新型墙材,2011,5:33-36.
[8]李启金,李国忠,余徉辑等.轻质泡沫混凝土新型制备方法的研究[J].砖瓦,2012,7:25-27.
乳液性能 篇7
乳液是决定外墙乳胶涂料耐沾污性的关键所在[5],本文主要研究不同类型的乳胶粒子对乳液及其在改善外墙涂料耐沾污性方面的影响。
1 实验
1.1 原料
甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA),均为分析纯;引发剂过硫酸钾(KPS)、乳化剂OP-10、十二烷基硫酸钠(SDS)、碳酸氢钠,均为化学纯;可聚合乳化剂SE-10N,上海昭日化工有限公司。
1.2 纯丙乳液的制备
1.2.1 纯丙核壳乳液的基本配方及聚合工艺
纯丙核壳乳液的基本配方见表1。
注:(1)OP-101.0g+SDS 2.0 g复合乳化剂溶于90 ml去离子水中。
(1)预乳化液的制备
按表1设计用量将乳化剂溶解到90 ml去离子水中,配成乳化剂水溶液。根据实验设计,将乳化剂水溶液分成35、25、30 ml 3份,将60 g核单体边高速搅拌边滴加到其中1份的乳化剂水溶液中,在室温下充分搅拌混合,预乳化1 h,制得核单体预乳化液Ⅰ;同理,将40 g壳单体边高速搅拌边滴加到其中25 ml的乳化剂水溶液中,在室温下充分搅拌混合,预乳化1 h,制得壳单体预乳化液Ⅱ。另1份30 ml乳化剂水溶液加入缓冲剂后得乳化剂缓冲剂水溶液Ⅳ。
(2)种子乳液的制备
在装有搅拌器、冷凝管、氮气导入装置和滴液漏斗的四口烧瓶中,通入氮气排除氧气,边高速搅拌边依次加入乳化剂缓冲剂水溶液Ⅳ,1/2核单体预乳化液Ⅰ,1/3引发剂水溶液Ⅲ。混和均匀后,将转速调整到中速,于恒温水浴锅中加热使之聚合,当出现蓝色荧光后,用2个滴液漏斗分别同步、缓慢滴入剩余的1/2核单体预乳化液Ⅰ及1/3引发剂水溶液Ⅲ,在1.5～2.0 h内滴加完毕。升温到80℃,并继续保温约30 min,即得到种子乳液。
(3)壳层的聚合
在上述的种子乳液中,通过2个滴液漏斗分别同步、缓慢滴加入壳单体预乳化液Ⅱ及1/3引发剂水溶液Ⅲ,滴加完毕后升温至85℃保温1 h。反应结束,降温至40℃以下,过滤。并用氨水调节pH值至8～9,出料,即得纯丙核壳乳液。
1.2.2 常规纯丙乳液的基本配方及聚合工艺
常规纯丙乳液的基本配方见表2。
注:(1)OP-101.0g+SDS 2.0 g复合乳化剂溶于90 ml去离子水中。
(1)预乳化液的制备
按表2设计用量将乳化剂溶解到90 ml去离子水中,配成乳化剂水溶液。根据实验设计,将乳化剂水溶液分成60 ml、30 ml 2份,将单体边高速搅拌边滴加到其中一份60 ml的乳化剂水溶液中,在室温下充分搅拌混合,预乳化1 h,制得预乳化液Ⅰ'。另一份30 ml乳化剂水溶液加入缓冲剂得乳化剂缓冲剂水溶液Ⅱ'。
(2)常规乳液的制备
在装有搅拌器、冷凝管、氮气导入装置和滴液漏斗的四口烧瓶中,通入氮气排除氧气,边高速搅拌边依次加入Ⅱ,1/2预乳化液Ⅰ,1/2引发剂水溶液Ⅲ。混和均匀后,将转速调整到中速,于恒温水浴锅中加热至70℃左右使之聚合,用2两个滴液漏斗分别同步、缓慢滴入剩余的1/2预乳化液Ⅰ及1/2引发剂水溶液Ⅲ,滴加完毕后升温到80℃,并继续保温约30min,即得到常规乳液。
1.3 性能测试方法
(1)乳液粒径及粒径分布:采用Malvern Zetasizer Nano ZS90激光粒径分布仪测定核壳乳胶粒子的粒径分布。
(2)涂膜表面接触角:采用JC2000A静滴接触角/界面张力仪(上海中晨数字设备有限公司)测试涂膜表面接触角。
(3)凝胶率:反应结束后,收集所有凝聚物,烘干至恒重,凝聚物质量占单体总质量的百分率即为凝胶率。
(4)附着力:按GB/T 1720—79(89)《漆膜附着力测定法》进行测试。
(5)乳液涂膜吸水率:将2 ml左右乳液滴在表面皿上,室温(25±2)℃自然流平成膜后,在烘箱内于80℃烘2～3 h,制得约1 mm厚的膜。准确称量乳液涂膜的干重m1,浸水24 h后,用滤纸吸掉表面的水分,称量得m2,然后计算乳液的吸水率。
(6)涂膜耐沾污性参照GB/T 9755—2001《合成树脂乳液外墙涂料》进行测试,粉煤灰为标准粉煤灰。
2 结果与讨论
2.1 乳胶粒子类型对乳液性能的影响
对比市售乳液(北京东方TBH-1,纯丙乳液)、自制常规纯丙乳液及自制核软壳硬、核硬壳软纯丙乳液性能的差异,研究不同乳胶粒子对乳液性能的影响,结果见表3。
注:(1)核硬壳软乳液配比为:核部分:32 g MMA+8 g BA,壳部分:52 g BA+8 g MMA;(2)核软壳硬乳液配比为:核部分:52 g BA+8 g MMA,壳部分:32 g MMA+8 g BA。
由表3可见,常规乳液的最低成膜温度为23℃,乳胶粒子结构为核软壳硬的纯丙乳液最低成膜温度为13℃,而乳胶粒子结构为核硬壳软的纯丙乳液其最低成膜温度为6℃,即壳层玻璃化温度较高的核软壳硬乳液其最低成膜温度要比核硬壳软乳液的最低成膜温度高,证明乳液最低成膜温度与壳部分的最低成膜温度联系最为密切。
由平均粒径来看,核-壳结构的乳胶粒子总体上粒径均比常规乳液粒径小,且粒径均在100 nm左右,这是由于制备核-壳乳液时采用了特殊的种子乳液聚合法以及添加壳层单体时采用了预乳化-半连续滴加的方法决定的。
由成膜温度和吸水率的比较来看,成膜温度最高的常规乳液吸水率并不是最低,反而是最高,分析原因是因为乳胶粒子结构形态不同导致涂膜铺展后结构也不同,常规乳胶膜展开后的结构是硬相和软相混杂在一起,水分很容易透过软膜而侵入胶膜内部,因此吸水率最高。而核软壳硬结构的乳胶粒子铺展开后硬膜在表面形成一种坚硬的“保护层”,使得水分难以渗透,因此吸水率最低。而核硬壳软结构的纯丙乳液,铺展开后表面是一层软膜,因而表面较容易被水渗透。
2.2 乳胶粒子类型对外墙涂料性能的影响
在相同配方、相同工艺的条件下,采用自制乳胶粒子为常规均相、核软壳硬、核硬壳软纯丙乳液及市售乳液(TBH-1)制备外墙涂料,研究乳胶粒子类型对外墙涂料性能的影响(见表4)。
由表4可以看出,核硬壳软纯丙乳液所配制涂料的接触角要比常规乳液和核软壳硬纯丙乳液所配制涂料的接触角小,这说明乳胶粒子铺展开后壳层部分会位于涂膜的上方,其表面特性会表现壳层部分的表面性质,壳层较硬的纯丙乳液的接触角大而壳层较软的纯丙乳液的接触角小。由吸水率及不同温度的耐沾污性比较来看,仍然是核软壳硬纯丙乳液所配制涂料的吸水率最小、耐沾污性最好,因此,认为乳胶粒子为核软壳硬的纯丙乳液所配制涂料的耐沾污综合效果最好。
3 结论
乳胶粒子形态对乳液及其涂料的性能有很大影响,成膜性质与乳胶粒子壳层性质密切相关。从耐沾污性角度考虑,不同乳胶粒子形态乳液所配制涂料的耐沾污性从优到劣依次为核软壳硬纯丙乳液、核硬壳软纯丙乳液、自制常规乳液。
参考文献
[1]王鲲,张晟,王晓亭.建筑外墙涂料现状及应用[J].上海建材,2008(2):36-37.
[2]李金辉.耐沾污性建筑外墙涂料的研究[J].上海涂料,2009(8):7,29-32.
[3]黄先威,刘方,邓继勇,等.丙烯酸核壳乳液的制备与性能研究[J].湖南工程学院学报,2006(6):72-74.
[4]戴洪义,高世萍,徐龙权,等.硅壳结构硅丙乳液及其外墙涂料的制备[J].新型建筑材料,2006(2):35-37.
乳液性能 篇8
本文选用有机环硅氧烷(V4和YDH)作为丙烯酸酯的共聚单体,选用不饱和羟基醚与丙烯酸进行共聚,完全取代乳化剂进行无皂乳液聚合,通过控制体系pH值来降低乙烯基硅烷偶联剂水解交联带来的高凝胶现象,在提高硅丙乳液中硅含量的同时,维持体系稳定性,避免乳化剂带来的各项问题,提高了改性效果。
1 实验部分
1.1 主要原料与仪器
四甲基四乙烯基环硅氧烷(V4,武汉志华诚精细化工有限公司);乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171,湖北力鼎化工有限公司);烯丙基羟乙基醚(简称AOE,武汉博莱特化工有限公司);甲基丙烯酸甲酯(MMA,抚顺安信化学有限公司);甲基丙烯酸(MAA,北京益利精细化学品有限公司);过硫酸钾(KPS,衡水佳木化工有限公司),亚硫酸氢钠(NaHSO3,山东凯龙化工股份有限公司),以上原料均为工业品。
低真空扫描电子显微镜(SEM,JSM—5600LV,日本电子光学公司);透射电镜(TEM,JEM-1230 JEOL);激光粒度分析仪(MS2000,英国马尔文仪器有限公司);红外光谱仪(FT-IR,FTS3000,美国DigiLAB Merlin);热重分析仪(TG/DTA,Pyris Diamond PerkinElmer)
1.2 超支化无皂纳米核壳硅丙乳液制备
超支化无皂纳米硅丙乳液代表性配方为MAA:AOE:YDH:V4:MMA=8:9:4:20:59,引发剂为氧化还原引发剂(K2S2O8:NaHSO3=2:1),可用两种方法制备:(1)开环无规共聚法:V4开环后与其它单体混合共聚。(2)开环核壳共聚法:V4开环后分两部分,一部分与其它单体共聚为核P(MMA/MAA/AOE/V4),占单体总量20%,另一部分与剩余单体共聚为壳P(V4/YDH/MMA/MAA/AOE),占80%,具体制备方法如下。
在三口瓶中加入去离子水、V4、MAA,超声分散0.2h,升温至80±2℃,用稀盐酸调节pH=3.5±0.5,开环聚合3～4h,用10%NaHCO3水溶液调整pH=5±0.5,得到硅乳化液。
1.2.1 开环无规共聚法
将上述硅乳化液、所有单体和3/5 K2S2O8-NaHSO3共混,超声预乳化0.5h,得到混合预乳液。另取一个装有搅拌、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口瓶,将混合预乳液添加到滴液漏斗中,在反应瓶中添加去离子水和1/5K2S2O8-NaHSO3,升温至80±2℃,用盐酸调整体系pH=5±0.5,缓慢滴加混合预乳液,约3～4h滴完,保持2h,最后加入1/5K2S2O8-NaHSO3,再继续熟化2h,冷却至50℃,用氨水调整pH=7.5±0.1,搅匀,用100目丝网过筛,得到泛有蓝色乳光的超支化无皂硅丙乳液,简称HBFE-A。
1.2.2 开环核壳共聚法
将硅乳液分成两部分,1/10为核单体,9/10为壳单体。
核微粒制备:称取混合核单体MMA:MAA:AOE:V4=16:1:1:2和1/5K2S208-NaHSO3,超声分散0.2h,得到核预乳液。另取一个装有搅拌、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口瓶,滴液漏斗中添加核预乳液,瓶中添加去离子水和1/5K2S2O8-NaHSO3,升温至80±2℃,用盐酸调整体系pH=5±0.5,缓慢滴加核预乳液,约1～2h滴完,保持2h,得到核乳液。
核壳乳液制备:称取混合壳单体MMA:MAA:AOE:V4:YDH=43:7:8:18:4和2/5 K2S2O8-NaHSO3,超声分散0.2h,得到壳预乳液,倒入滴液漏斗中,在核乳液的装置上继续滴加壳预乳液,约3～4h滴完,最后加入剩余1/5 K2S2O8-NaHSO3,继续熟化2h,冷却至50℃,用10%NaHCO3水溶液调整pH=7.5±0.1,用100目丝网过筛,得到泛有蓝色乳光的超支化无皂纳米核壳硅丙乳液,简称HBFE-B。聚合反应方程式见图1。
[注:HBFE-A无(b)步骤,HBFE-B全有]
1.3 漆膜主要性能检测方法
1)凝胶率:过滤收集聚合反应中产生的凝聚物,冲洗干净,然后烘至恒重。
凝胶率=凝聚物质量/单体总量×100%。
2)转化率:聚合反应完成后,称取约1g左右的样品,加5%对苯二酚水溶液1mL,用重量法测定不挥发份含量(W1),同法测得不加阻聚剂时的不挥发份含量(W2),按下式计算:
转化率=W1/W2×100%
3)乳液微观形貌:乳液样品用蒸馏水稀释至0.01%,浸涂在铜网上,用3%磷钨酸染色,干燥后用透射电镜(TEM)观察并照相。
4)膜形态表征:将乳液涂于盖玻片上,用扫描电镜(SEM)进行观察并照相。
5)粒径分析:采用激光粒度分析仪测试乳液粒径。
6)红外分析:取乳液平铺在表面皿中,在120℃烘箱中干燥成膜,恒重后取出,研碎,洗涤、丙酮抽提、烘干后,用KBr混研压片,用红外光谱仪FT-IR表征。
2 结果与讨论
2.1 pH值对乳液的影响
在无皂乳液聚合体系中,pH值是影响乳液稳定性重要因素之一,本实验选用最佳配方MAA:AOE:YDH:V4:MMA=8:9:4:20:59,分别按照HBFE-A和HBFE-B工艺,在不同的pH值条件下进行聚合,考查pH值对乳液凝胶率和粒径的影响,结果见表1。
试验结果表明在相同pH值下,核壳乳液HBFE-B较无规共聚乳液HBFE-A凝胶率低,粒径小,体系最佳pH=5±0.5。这是因为在酸性条件下V4能够进行阳离子开环聚合,H+与V4中氧原子的未共享电子对配位,使Si-O键断裂(开环),生成链端含阳离子的线型硅氧烷活性中心,然后继续与另一个V4作用,使硅氧烷链节不断增长,成为高聚合度的聚硅氧烷,较强酸性有利于阳离子开环聚合,但不利于下一步的乳液聚合,这又是因为酸性强,离子强度大,乳液容易破乳凝聚,所以体系pH值过大过小都会造成凝胶量增加,粒径增大,降低乳液稳定性。
2.2 超支化无皂硅丙乳液红外光谱
取少量乳液,经制膜,洗涤、抽提、干燥等处理,用KBr混研压片后进行FT-IR红外表征,结果见图2。
可以看出:(1)在1555 cm-1处基本无环硅氧烷的环体骨架振动峰,说明V4中的硅氧环基本开环。(2)无3099cm-1(=C-H)伸缩振动峰和1429cm-1弯曲振动峰,同时无1800～1860cm-1 (C=C)吸收峰,说明聚合物中无双键存在,单体已参加共聚,形成硅丙共聚物。(3)1408cm-1为酰氧基的对称伸缩振动峰,1680-1750cm-1为酯羰基吸收谱带,1740cm-1为羰基C=O的振动吸收峰,510-890cm-1为-Si(R)2O-键骨架伸缩及平面摇摆振动吸收峰谱带及1290cm-1对称变形振动峰,进一步说明聚合物为有机硅与丙烯酸类单体的共聚产物。(4)HBFE-A较HBFE-B有两个较强峰1681 (C=O)和3474cm-1(-OH)伸缩振动峰,说明由于HBFE-B核壳乳液壳层聚合物中含MMA少,YDH多,乳液在成膜过程中,硅羟基(-Si (OCH3)3)更易水解交联成(-Si-O),所以羰基峰(C=O)和羟基峰(-OH)小。
2.3 乳胶膜热稳定性分析
取少量乳液干燥成膜后,用热重分析仪进行表征,结果见图3。
可以看出:HBFE-A热重为一平滑曲线,起始温度为410℃,失重峰458℃,外延终止温度479℃。HBFE-B曲线分两阶,第一阶(核段)外延起始分解温度391.9℃,失重峰436.6℃,第二阶(壳段)失重峰504.5℃,外延终止温度533.0℃,说明核壳乳液HBFE-B耐热温度较无规共聚乳液HBFE-A高,耐热性更好。这是因为纳米核壳乳液HBFE-B核段硅单体少,丙烯酸甲酯多,耐热温度较低,壳段硅单体含量高,-Si(OCH3)3基团多,成膜后因水解交联而呈体型网状结构,交联度较HBFE-A大,所以耐热温度高。
2.4 乳液粒径分布
乳胶粒径对乳液稳定性和成膜性等影响很大。较小粒径有利于提高颜料润湿分散性、贮存稳定性、涂层光泽、附着力、耐水性、耐候性和装饰性等综合性能。通过对两种乳液粒径分布测试,见图4,看出无规共聚乳液HBFE-A平均粒径141 nm(PDI=0.004),粒径较大分布窄,核壳共聚乳液HBFE-B为74nm(占85.1%)和42nm(占14.9%)(PDI=0.178)。
2.5 乳液及乳胶膜微观形貌
取少量乳液,用去离子水稀释至0.01%,分散均匀后用滴管滴至铜网上,用3%磷钨酸进行染色,干燥后用透射电镜(TEM)观察,结果见图5。
从图(a)中可以看出HBFE-A外观不规则实心球形,内外密度较均匀,边缘线清晰,平均粒径141nm,图(b)HBFE-B外观较规则球形,中间密度大,外围密度小,边界模糊,很明显是“硬核软壳”的纳米核壳结构,平均粒径70nm,颗粒间无粘连,乳液稳定性好。
3 结语
选用有机硅V4、YDH-171和具有乳化作用的单体烯丙基羟乙基醚与丙烯酸(酯)单体进行无皂乳液聚合,V4先在pH=3.5±0.5条件下开环聚合,然后再分别用两种工艺进行自由基共聚,红外光谱显示V4环硅单体已开环,且参加了接枝共聚反应,所得聚合物以-Si-O-Si-为主链,硅丙共聚物为支链,在乳液成膜时-Si(OCH3)3水解交联,使聚合物呈超支化结构;仪器分析结果表明HBFE-B呈核壳结构,较HBFE-A凝胶率低,平均粒径小,颗粒均匀,热稳定性好。
摘要：报道了以四甲基四乙烯基环四硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷为硅源,与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸(钠)和烯丙基羟乙基醚在无乳化剂情况下进行乳液聚合,得到超支化无皂硅丙乳液;红外光谱确定环硅烷已开环聚合,且与其它单体共聚;讨论了开环无规共聚法和开环核壳共聚法两种工艺对乳液凝胶率、粒径、热稳定性的影响,通过粒径分析、热重分析和TEM分析表明核壳共聚法得到的乳液凝胶率低0.12%、粒径小70nm、最大热分解失重峰504.5℃,乳液稳定性好。
乳液性能 篇9
含氟丙烯酸酯共聚物具有合成简单、成膜性和附着性好、表面能低、稳定性高、耐候、自洁等优点,在涂料工业、纺织整理、光纤通讯、微电子等领域得到了广泛应用[1,2]。近年来,水性含氟丙烯酸酯聚合物乳液的研究已受到极大重视,主要是通过丙烯酸类单体与含氟单体乳液共聚合来制备[3,4]。含氟丙烯酸的均聚物有良好的拒水、拒油性,但其制备成本较高;而将丙烯酸单体与其他非氟丙烯酸单体、交联单体及功能单体共聚得到的聚合物除具有含氟丙烯酸酯均聚物防水防油的性能外,其他性能更优[5]。目前用丙烯酸六氟丁酯(HFBM)单体合成水性含氟丙烯酸酯聚合物乳液的研究鲜有报道。本工作采用预乳化工艺,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为主要单体,以HFBM为功能单体,合成了水性有机氟改性丙烯酸乳液,优化了乳液合成条件(复合乳化剂配比、引发剂用量和含氟单体用量),研究了优化条件合成乳液的结构和其所成乳胶膜的热稳定性。
1 试 验
1.1 含氟丙烯酸酯复合乳液的制备
将MMA(分析纯),BA(化学纯),AA(分析纯)单体按质量比27 ∶22 ∶1配制,与一定量的HFBM(工业级)混合,室温搅拌1 h。将混合单体缓慢滴加到复合乳化剂[由化学纯的非离子乳化剂曲拉通X-100和分析纯的阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)按一定比例组成]溶液中,40 ℃预乳化1 h,得到预乳化液。将预乳化液加入带有搅拌、冷凝装置的250 mL四口瓶中,在N2下加入一定量的0.2 mol/L引发剂过硫酸钾溶液,升温至75 ℃,待体系出现蓝光后缓慢滴加剩余的过硫酸钾溶液,1.5 h滴完后恒温反应2 h,然后升温至85 ℃恒温反应1 h,停止搅拌,冷却至40 ℃以下,用氨水调节pH值为7～8,即得含氟丙烯酸酯复合乳液(PFA)。
1.2 结构表征和性能测试
1.2.1 红外光谱和TG曲线
用饱和NaCl溶液将乳液破乳后,分别用热蒸馏水和75%酒精清洗,并用离心机分离。之后,在真空干燥箱中烘干。将提取的产物作KBr压片后采用Nicolet170-SX型红外光谱仪测试其结构;同时另取提取的产物在N2中用SDT Q600型热重分析仪进行热重分析,扫描温度范围30～500 ℃,升温速率10 ℃/min。
1.2.2 转化率
在干燥小烧杯(m0)中加入适量乳液,称重(m1),再加入少量2%阻聚剂对苯二酚溶液,将烧杯放入烘箱中90～100 ℃烘干至恒重(相邻2次称量误差在0.001 g以内),取出后置于干燥器中冷却至室温,称重(m2),m3为总投料质量,m4为组分不挥发物质质量(单体除外),m5为单体总质量。按式(1)计算转化率:
η(转化)undefined
1.2.3 凝胶率
用200目铜网过滤乳液,并刮下搅拌桨和瓶壁上附着的胶渣。将所有凝胶用蒸馏水反复洗涤后倒入洁净的表面皿中,放在烘箱中烘干,再置于干燥器中冷却至室温,称重为m’1,单体总质量为m’2。按式(2)计算凝胶率:
η(凝胶)undefined
1.2.4 力学性能
将复合乳液倒在玻璃板上,自然晾干后得到乳胶膜,在室温条件下干燥至恒重,然后将膜制成哑铃状标准试样,在CMT6503型拉力试验机上测定其拉伸强度和断裂伸长率,拉伸速度为50 mm/min,测试5次,取平均值。
2 结果与讨论
2.1 乳液合成条件优化
2.1.1 复合乳化剂配比
在乳液聚合体系中,乳化剂虽然不直接参加化学反应,但却是最重要的组分之一,其种类、浓度直接影响引发速率、链增长速率和乳液稳定性[6]。引发剂过硫酸钾用量0.8%,不添加含氟单体,固定由阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂曲拉通X-100组成的复合乳化剂总用量为3%,SDS和X-100的质量比对乳液转化率、凝胶率的影响见表1。
从表1可以看出:在复合乳化剂中,随着SDS所占比例增大,乳液转化率逐渐升高,凝胶率逐渐降低;SDS与X-100质量比为3 ∶2时,乳液性能最佳。这主要是因为一方面SDS带电,会产生一定程度的水化作用,在乳胶粒间静电斥力和水化层空间位阻的双重作用下,使聚合物乳液更加稳定;另一方面,增加X-100用量,会使乳胶粒的粒径、表面积增大,乳化剂覆盖率减小,乳液黏度增大,使得体系更易产生凝胶,稳定性下降,而黏度的增大影响了单体的扩散,从而降低了单体转化率,提高了凝胶率。
2.1.2 引发剂用量
引发剂用量对聚合速率、单位体积胶粒数和成核时间有很大影响;此外其还会影响生成的自由基的数目,进而影响乳液的粒径及粒径分布。引发剂用量过大,乳胶粒增多,总表面积增大,单位面积所吸附的乳化剂减少,体系胶粒趋于不稳定[7]。固定m(SDS) ∶m(X-100)为3 ∶2,不添加含氟单体,引发剂过硫酸钾用量对乳液转化率、凝胶率的影响见图1。从图1可以看出:随着过硫酸钾用量增多,转化率先增大后减小,凝胶率先减小后增大;当过硫酸钾用量为体系的1.0%时,乳液性能最佳。
2.1.3 含氟单体用量
m(SDS) ∶m(X-100)为3 ∶2,过硫酸钾用量为1.0%,添加含氟单体HFBM合成乳液。HFBM用量对乳液转化率、凝胶率的影响见图2。由图2可知:开始增加HFBM用量时,聚合反应的转化率逐渐增大,至HFBM用量为9%时转化率达到最大,为90.42%,此后增加HFBM用量,由于反应体系中的单体总浓度增加,形成聚合物的憎水性使得HFBM很难靠近,粒子之间的碰撞减少,从而导致转化率下降;当HFBM用量为9%时,凝胶率最低,为0.72%。
不同HFBM用量合成的乳液所成乳胶膜的力学性能见图3。从图3可以看出:随着HFBM用量增加,乳胶膜的拉伸强度先增大后减小,HFBM用量为9%时拉伸强度最大;而断裂伸长率随HFBM用量的增大逐渐减小。这可能是因为全氟烷基侧链的极性强,增加了主链的极性,从而增强乳胶膜的拉伸强度。但是,随着HFBM用量增多,聚合物链上的全氟烷基密度增大,全氟烷基的体积也比较大,从而阻碍了链段的运动,乳胶膜变脆,断裂伸长率下降[8,9]。
2.2 合成乳液的结构
图4为最优条件合成的含氟丙烯酸酯乳液(PFA)的红外光谱。从图4可以看出:3 440 cm-1处的吸收峰为羟基的伸缩振动峰;2 960,2 870 cm-1处的吸收峰为甲基中的C-H的不对称和对称伸缩振动吸收峰;1 740 cm-1处的吸收峰为酯基中C=O的收缩振动吸收峰;1 460,1 380 cm-1处的吸收峰为甲基中C-H的对称和不对称弯曲振动吸收峰;1 170 cm-1处的吸收峰为C-O的伸缩振动吸收峰;在1 630 cm-1处有较弱的C=C双键的伸缩振动吸收峰,说明共聚单体大部分已经发生了聚合反应[10];1 170～1 240 cm-1处的吸收峰相对强度变强,是由1 240 cm-1处的C-F键强吸收峰和MMA,BA中的C-O伸缩振动吸收峰重叠所致,而在619,687 cm-1处也出现了-CFH-CF3的特征伸缩振动吸收峰[11]。由此可确定,丙烯酸六氟丁酯已引入聚合物链段结构中。
2.3 合成乳液的热稳定性
图5为聚丙烯酸酯(PA)和优化条件合成的含氟丙烯酸酯(PFA)所成乳胶膜的TG曲线和DTG曲线。从图5a可见:不含氟的丙烯酸酯聚合物乳胶膜在320 ℃开始分解,到411 ℃分解完毕;而含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜在344 ℃开始分解,到434 ℃分解完全。含氟单体聚合物膜的热分解开始温度提高24 ℃,是因为C-F有很高的键能,增加了聚合物的稳定性[10]。从图5b可见:不含氟的丙烯酸酯聚合物乳胶膜最快分解温度为374 ℃,含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜为396 ℃。可见,加入含氟单体能大大提高丙烯酸酯共聚物的耐热性能[12]。
3 结 论
(1)复合乳化剂中m(SDS) ∶m(X-100)=3 ∶2,引发剂用量为1.0%,含氟单体用量为9%时,合成的含氟丙烯酸酯复合乳液性能最优,单体转化率90.42%,凝胶率0.72%。
(2)随着含氟单体用量增加,合成乳液所成乳胶膜的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小,当含氟单体用量为9%时,乳胶膜具有较大的拉伸强度。
(3)采用预乳化工艺制备了含氟丙烯酸酯乳液,丙烯酸六氟丁酯成功引入聚合物链段结构中。
(4)加入含氟单体后,聚合物膜的热稳定性大幅提高,热分解开始温度提高了24 ℃。
参考文献
[1]刘非,李娜,范栋岩.氟硅改性丙烯酸涂料的研制[A].第七届全国功能性氟硅材料和涂料市场开发及应用“翁福蓝天杯”技术研讨会[C].[s.l.]:中国氟硅有机材料工业协会,2009:85～88.
[2]Lu D P,Xiong P T,Chen P Z,et al.Preparation of acryliccopolymer latex modified by fluorine,silicon,and epoxyresin[J].Journal of Applied Polymer Science,2009,112:181～187.
[3]张燕,王贤明,杨凯.高憎水性含氟丙烯酸树脂及其涂料的制备[J].中国涂料,2008,23(5):45～47.
[4]栗小理,李慧,李欣欣,等.丙烯酸氟烷基酯乳液聚合的研究[J].化工新型材料,2007,3(2):83～85.
[5]李俊,陈庆民.含氟丙烯酸酯聚合物研究进展[J].高分子材料科学与工程,2005,21(5):15～18.
[6]曹同玉,刘庆普,胡金生.聚合物乳液合成原理性能及应用[M].北京:化学工业出版社,1997.
[7]和玲,朱江安,徐岩.等.核壳结构三元含氟丙烯酸酯乳液的制备及表征[J].功能高分子学报,2008,21(1):25～29.
[8]丁建军,梅一飞.丙烯酸氟烷基酯聚合物涂膜憎水性能研究[J].中国建材科技,2008(2):38～41.
[9]辛华.含氟丙烯酸酯共聚物乳胶膜性能的研究[J].化工新型材料,2008,36(1):59～60.
[10]Chen L J,Shi H X,Wu H K,et al.Preparation and char-acterization of a novel fluprinated acrylate resin[J].Jour-nal of Fluorin Chemistry,2010,131:731～737.
[11]黄遵巧,陈广美.含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成与性能研究[J].安徽化工,2007,33(2):35～37.
乳液性能 篇10
1 环氧树脂的性能简介
环氧树脂是常用的热固性树脂, 在热固性树脂中的用量比较大, 而且应用比较广泛。在环氧树脂中含有独特的环氧基、羟基以及醚键等活性基团, 所以能够表现出优异的性能。环氧树脂具有许多种类, 而且性能各异, 还具有非常多的改性剂、促进剂、添加剂等, 可以组成多种组合, 从而得到性能不同的环氧固化体系, 能够满足各种性能和工艺的要求[1]。
环氧树脂具有良好的力学性能, 其分子结构紧密, 具有非常强的内聚力, 其力学性能比不饱和的聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂优良的多。而且还具有黏结强度高, 粘接性能优异等优点, 其中含有的羟基、环氧基、醚键等具有比较大的活性, 决定了其良好的黏接强度, 可以用来作为结构胶。对于大部分金属和非金属材料都具有良好的粘接性, 例如木材、玻璃、陶瓷等。但是大部分环氧树脂都不能溶于水, 对环境有比较大的危害, 给其施工、运输以及存储等都带来了不便, 因此用水来作为溶剂的水性环氧树脂受到了人们的重视[2]。水性环氧树脂不但对环境比较友好, 而且可以在潮湿的界面上施工, 而且使用简单, 对于施工环境的要求不高, 便于清洗、存储等优点, 因此成为了环氧树脂发展的主要方向。
环氧树脂的分子结构中含有羟基、环氧基以及醚键等基团, 从而表现出了一系列优异的物理性能, 例如具有良好的绝缘性能和机械性能以及耐化学性能等, 在复合材料基体、胶粘剂、涂料等方面得到了广泛的应用。为了进一步的提高其使用性能, 降低环氧树脂材料对于环境的危害, 加强其水溶性研究非常重要。环氧树脂的水性改善是在环氧树脂的大分子上加入强的亲水基团, 然后使其具有自乳化和水溶性的功能, 常见的水性改性剂有羟基、氨基、羧基等化合反应[3]。对环氧树脂水性化的重要方法是成盐的方法, 在其分子的骨架上引入极性基团, 然后使其亲水因子在水中分散。具体的操作中可以先把环氧树脂变成含有碱基团的树脂, 然后利用碱或者酸来中和成为盐来水性化的方法。其中利用碱中和的方法应用的比较多, 如:利用不包含的脂肪酸、丙烯酸类单体和聚合物等化合物, 其次还可以利用二元酸和环氧树脂上的双键进行加成反应, 最后用碱来中和成为盐, 最终得到水性环氧树脂乳液。
2 水性环氧丙烯酸乳液的合成和应用性能分析
在环氧树脂的水性改性中对于环氧基的处理比较灵活, 在固化反应中除了环氧基和固化剂发生交联之后, 还可以依靠引进的羧基、羟基等官能团和固化剂发生交联固化。在环氧树脂的水性化方法中, 有多种方法可以选择, 例如可以引入不饱和的脂肪酸和环氧树脂酯化反应来生成环氧酯, 环氧树脂还可以和干性油脂酸酯化而得到环氧酯底漆。环氧丙烯酸酯型是其中应用最为广泛的方法, 可以利用丙烯酸类的单体或者聚合物和环氧树脂发生接枝共聚, 生成具有酸性基团的环氧丙烯酸树脂, 然后用碱中和[4]。环氧树脂和异氰酸酯预聚物反应之后可以得到含有氨基、羧基、羟基的环氧异氰酸酯树脂。
在合成环氧丙烯酸乳液的过程中, 单体的选择十分重要, 可以选择不同的单体组合来满足漆膜特性的要求。在合成水性环氧丙烯酸乳液之前, 首先应当合成水性环氧丙烯酸树脂。其原材料主要有工业级的丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基乙醇胺、丁醇、乙二醇醚类溶剂、环氧树脂、过氧化苯甲酰[5]。在安装有温度计、回流冷凝器以及搅拌器的四口烧瓶中加入环氧树脂和丁醇等, 加热到110℃, 均匀搅拌的状态下加入有过氧化苯甲酰的混合单体, 加入完成之后, 保温至转化率大于98%。然后加入乙二醇醚类溶剂、二甲基乙醇胺, 此时环氧丙烯酸树脂的p H值达到7~7.5, 然后用水稀释达到其固含量的50%±2%, 然后得到淡黄色透明粘稠状的水性环氧丙烯酸树脂。水性环氧丙烯酸涂漆的配料如下表所示:
制作工艺, 将水性环氧丙烯酸树脂、专用稀释剂、分散剂投放到调漆缸中, 搅拌均匀后加入颜填料, 分散均匀之后用砂磨机研磨, 其细度达到≤30μm, 然后再加入水性环氧丙烯酸树脂、水性氨基树脂、稀释剂搅拌均匀之后, 过滤即得到成品。在合成环氧丙烯酸树脂的过程中, 其关键是单体的选择, 可以选择不同的单体组合来满足涂料漆膜的使用要求。共聚物的玻璃化温度对于合成成功与否具有密切的关系, 在共聚物转化的过程中, 其许多物理性能都发生了剧烈的变化。可以根据推算出的共聚物的玻璃化温度来调整环氧树脂的硬度, 并且加入羧基和羟基使其达到水溶性和交联官能团[6]。在合成水溶性树脂的方法中, 可以用有机胺中和环氧丙烯酸树脂上的羧基使其表现出水溶性。有机胺具有一定的挥发性, 在涂料加工的过程中释放出醇基, 它能够和涂料中的氨基树脂发生反应, 从而形成具有良好性能的交联涂膜。胺的选择不同, 对于涂料的性能、粘度、涂膜固化以及贮存时的稳定性等都具有重要的影响。二甲基乙醇胺用量比较少, 在使用之后涂膜的表面不容易形成缺陷, 所以可以选择二甲基乙醇胺来作为中和剂来提高环氧丙烯酸树脂的水溶性, 还要调节涂料的粘度和涂膜的流平性。可以通过加入少量的醇和醇醚类亲水性助溶剂的方法, 在本方法中选择使用丁醇、乙二醇醚类溶剂来作为助溶剂。助溶剂和水按照一定的比例混合使用, 得到的涂料在施工的过程中粘度合适、固体分高, 而且涂膜的外观和流平性比较好。由于乙二醇醚类溶剂对人体的健康具有危害性, 在实际生产中可以用丙二醇醚类溶剂来替代。环氧丙烯酸树脂和水性氨基树脂能够交联成膜, 最终成为不溶不熔的涂膜, 氨基树脂的用量对涂膜的物理性能如硬度、耐冲击性附着力等具有重要的影响。水性涂料用水来作为溶剂, 而且大部分树脂都表现出弱碱性, 水性涂料在颜料的使用上和传统的溶剂型涂料的使用存在比较大的不同。对于水性涂料来说, 其颜料要满足在水中不发胀、耐高温以及遇水不返粗, 其酸碱度接近中性等。如果p H太高, 容易造成树脂皂化;如果p H值太低, 容易导致树脂分层。
对于涂料的性能来说, 其质量的好坏和成膜的底料具有密切的关系, 成膜物质决定了涂层的理化性能。合成工艺对于乳液的水分散稳定性具有重要的影响, 为了得到良好的实验效果, 要选择使用合适的原料合成工艺, 从而得到性能优异的涂膜。在合成的过程中聚合稳定对于聚合稳定性和产品的质量具有重要的影响, 温度是其中关键的因素。如果反应的温度过高, 就容易导致引发剂的分解速度加快。在环氧树脂和丙烯酸单体的共聚反应中, 存在着羧基单体之间的共聚反应和羧基单体和环氧树脂的共聚反应。如果反应温度不同, 那么反应的程度也不一样, 反应程度高的, 环氧树脂上的羧基单体就比较多, 导致其水溶性也比较好;如果其接枝上的羧基数量比较少, 那么环氧树脂的稳定性和水溶性也就比较低。当温度比较低的时候, 反应的转化率比较低, 这主要是由于引发剂在达到分解温度的时候产生自由基, 而自由基在反应的过程中需要一定的能量。当温度比较低的时候, 外界的能量也比较低, 不利于接枝反应, 这种情况下主要发生的是丙烯酸单体之间的共聚反应。当温度比较高的生活, 引发剂的分解速度加快, 反应所需要的能量也足够, 最终使水洗环氧树脂乳液的稳定性降低, 外观呈现出微黄色。
环氧丙烯酸乳液的稳定性受温度的影响比较大, 在低温时乳液的稳定性比较好, 即便存在分层也可以利用搅拌的方法快速复原。在20~60℃时, 容易发生分层而变质的现象, 在恒温70℃的环境下其稳定性比较好, 所以可以选择加入一定量的杀菌剂之后进行低温保存。水性环氧丙烯酸乳液在生产和生活中种类非常多, 而且应用也非常广泛。利用水性环氧树脂配制的水性涂料具有比较独特的性能, 具有良好的耐腐蚀性、装饰性和保色性等特点, 在钢材和人行车道的保护等方面应用比较多。水性环氧涂料还可以用来进行新旧混凝土的粘接, 提高抗化学品腐蚀和抗机械损伤的性能。
3 结束语
利用丙烯酸酯类的单体来改变环氧树脂的性质, 使其表现出亲水性, 能够更加满足生产和生活的需要。在合成工艺的过程中要注意控制温度、溶剂等条件, 因为温度和溶剂的不同都会影响到水性环氧丙烯酸乳液的性质和稳定性。此外水性环氧丙烯酸由于添加的单体不同, 还可以生成其它结构的物质, 例如苯乙烯-丙烯酸共聚乳液是专门为水性罩光清漆和印刷油墨而研制的, 可以替代溶剂型油墨的水性凹版印刷油墨, 因此应当进一步的加强对水性环氧丙烯酸乳液的合成技术和性质的研究, 提高其性能, 更好的为生产和生活服务。
摘要：溶剂型的环氧树脂不溶于水, 易溶于酯、酮、醚等有机溶剂, 但是不符合环保的要。为了发出环保型的环氧树脂材料, 加强其水洗化的研究是十分有必要的。水性环氧树脂中没有挥发性的有机溶剂, 所以对环境比较友好, 而且还具有良好的机械性能、耐化学性和绝缘性能等。近年来水性丙烯酸改性环氧树脂成为了研究的热点, 而且取得了定的成果。环氧丙烯酸不仅保留了环氧树脂的优点, 而且还具有非常好的光活性, 因此成为固化涂层材料中应用比较广泛的感光性树脂。
关键词：环氧树脂,水性,环氧丙烯酸乳液,丙烯酸改性
参考文献
[1]金雪玲.水性环氧丙烯酸乳液的合成研究[J].现代涂料与涂装, 2009, 12 (9) :11-13.
[2]岳成, 滕业方, 曾猛, 等.环氧改性丙烯酸乳液的制备及性能研究[J].广西轻工业, 2011, 27 (12) :26-27.
[3]王安民, 张宜恒, 孙道兴, 等.乳化剂在水性环氧-丙烯酸酯杂化乳液合成中的应用[J].现代涂料与涂装, 2009, 12 (3) :1-3.
[4]刘胜波, 王威, 张瑜, 等.含磷环氧丙烯酸防腐乳液的合成及其涂料的制备[J].现代涂料与涂装, 2013, (9) :10-12.
[5]张玉芳, 孔令奇, 周春华, 等.水性环氧丙烯酸乳液的合成与表征[J].济南大学学报 (自然科学版) , 2009, 23 (2) :162-165.