有机硅改性丙烯酸接枝氨酯油乳液的研究

传统的溶剂型涂料已日益显露出与环境、人类健康以及世界经济发展的不和谐，世界各国也已纷纷出台法规对挥发性有机物的排放进行了限制，环境保护成为了人们共同期待的目标以及涂料发展的趋势[1-2]。水性涂料的技术瓶颈在于树脂的合成。由于成膜机理的改变[3-5]，原有的树脂体系应用于水性涂料中已不能达到溶剂型涂料的性能，从而影响水性涂料对于溶剂型涂料的替代过程。聚氨酯树脂由于具有分子结构印花地坪可调性强、手感好、附着力强、耐磨、不热黏冷脆等优点而被广泛的应用于涂料等领域。水性聚氨酯以水为介质，无毒、不污染环境、不燃、节能、容易加工；通过将干性/半干性油醇解后引入聚氨酯链中，使其具有了可后交联的双键结构，从而使体系在成膜过程中期或后期交联，有效提高了漆膜性能[6-8]。丙烯酸树脂具有杰出的耐候性、耐水性、耐化学品性，而且光泽好、成本低，特别适用于改性水性聚氨酯。有机聚硅氧烷具有一系列的特殊性能，如耐高低温、耐候、耐老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、生物惰性等[9]，可用于电子电器、航空航天、医疗卫生等领域，将其引入水性丙烯酸改性氨酯油体系，可满足特殊要求。得到的综合三类树脂优点的水性丙烯酸接枝有机硅氨酯油涂料，具有广泛的应用领域。本课题组在制备水性丙烯酸接枝氨酯油基础上[10]，将有机硅引入该体系，得到有机硅改性丙烯酸接枝氨酯油乳液，并对其进行了表征及性能的测试。
1.试验部分
1.1原料及试剂
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)：BASF；含羟基有机硅、含氨基有机硅：GE；异佛尔酮二胺(IPD)：Degussa；水性聚氨酯分散体(1252Cytec)；半干性油醇解物：自制；N-甲基吡咯烷酮(NMP)：分析纯，天津博迪化工有限公司；二月桂酸二丁基锡(DBTDL)：化学纯，天津瑞金特化学品有限公司；丙烯酸羟乙酯(HEA)：工业级，北京亚科力化工科技有限公司；对苯二酚：分析纯，天津市化学试剂一厂；甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)：工业级，青岛东方化工集团贸易有限公司；三乙胺(TEA)：分析纯，上海市试剂一厂综合经营公司；去离子水：海洋化工研究院；偶氮二异丁腈(AIBN)：分析纯，上海试剂四厂；氨水：分析纯，莱阳经济技术开发区精细化工厂；催干剂：Cytec；氯化钙(CaCl2)：分析纯，浙江建德新安江重钙厂；氮气(N2)、干燥空气：青岛合利气体。_
1.2乳液的合成
在本试验中，有机硅在丙烯酸接枝氨酯油乳液中的引入采用两种方式：有机硅在氨酯油合成阶段引入；以对氨酯油扩链的方式引入有机硅。