data-full-width-responsive="true"> 苯乙烯丙烯酸酯共聚物乳液(简称苯丙乳液)是一种用苯乙烯改性的丙烯酸酯系共聚物乳液。
它用苯乙烯部分或全部代替纯丙烯酸系乳液中甲基丙烯酸甲酯。由于在共聚物中引入了苯乙烯链段, 可以提高涂膜的耐水性、耐碱性、硬度、抗污性和抗粉化性。用作涂料基料, 它的保光性、保色性、户外耐久性和抗污性都很好,对颜填料粘强结度高,还可配制高光泽乳液涂料等[1 ]。此外, 由于苯乙烯价格便宜,部分代替了纯丙乳液中较贵的甲基丙烯酸甲酯,使价格大为降低。在聚合物乳液中, 聚合物以固体小球分散于水中,每个小球由若干个聚合物大分子组成,欲使乳液中的聚合物形成涂膜, 在成膜过程中小球应互相聚结熔融成膜。乳液颗粒互相聚集成膜的最低温度即是乳液的最低成膜温度(MF T) [2 ]。当环境温度低于此温度时, 乳液颗粒就不能聚集熔结成膜而成为粉状或碎片, 而限制了乳液的使用范围。由于苯乙烯聚合物的成膜温度高, 前人通过不同的途径制得可接受的最低成膜温度, 又使乳液成本较低。本文论述了降低苯丙乳液最低成膜温度的途径。1 核壳乳液聚合工艺(种子乳液聚合)70 年代末期, 尤其是80 年代以来, 日、美、法、加拿大及南朝鲜等许多国家很重视核/ 壳型结构聚合物乳液的研究[3 ]。核/ 壳乳液又称复合乳液,是由两种或多种不同组成的聚合物呈层状结构存在于同一粒子中。处于粒子中心的成分叫核层, 包在外面的成分叫壳层[4 ]。制备核壳乳液的典型方法, 是形成核层和壳层的两步聚合法[5 ]。第一步,将构成核层的单体在水介质中进行乳液聚合, 制得的聚合物乳液微粒作为第二步乳液聚合的核种。第二步, 在第一步制得的乳液中, 加入构成壳层的单体, 使其与核种共聚, 最终制得核壳型结构聚合物乳液。Grancio 等人对核/ 壳乳液聚合机理进行了深入的研究,并运用电子显微镜证实了核/ 壳层状结构的存在。该工艺是通过控制各种工艺条件, 使某种硬质聚合物处于粒子中心(称为种核) , 而软质聚合物包在种核周围,形成壳层。这样,一方面由于软质聚合物的玻璃化温度值低, 使乳液在较低温度下连接成膜, 而一旦成膜后, 硬核连在一起, 又能提高成膜的厚度, 可使成膜的回粘性大大减轻; 另一方面,由于粒子外壳是亲水性强的软质聚合物, 使乳液的稳定性有所提高, 成膜后疏水性强的硬核连接成膜又提高了漆膜的耐水性[6 ]。因此核/ 壳乳液聚合工艺是制造成膜温度低而又硬度大、抗回粘、抗污染的乳液的有效途径。刘全生[7 ]等人通过采用原料组成相同而聚合方法不同, 对常规乳液聚合方法和核壳乳液聚合方法进行对比时发现核/ 壳乳液聚合方法能使苯丙聚合物乳液的MF T 降低13 ℃左右。1 1 常规乳液聚合方法在反应瓶中先加入脱离子水、乳化剂、p H 值调节剂及部分引发剂, 然后加入1/ 10 混合单体, 搅拌20 min 后升温至80 ℃, 同步滴加剩余的混合单体及引发剂水溶液,滴加3～3 5 h ,滴加完毕后,升温至85 ℃,补加引发剂并保持1 h ,降温出料。1 2 核壳聚合方法先将核单体乳化, 然后部分加入到已有脱离子水及乳化剂的反应器中, 升温至80～85 ℃, 同时滴加剩余的预乳化核单体及引发剂, 滴加1 5～2 h 。然后同步滴加壳单体及壳单体聚合用的引发剂, 保持一定时间,降温出料。采用原料组成相同而聚合方法不同所制得的常规乳液及核壳乳液性能如表1 所示。
