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水包水涂料高固含量无皂乳液聚合技术介绍

发布者:鑫浪涂料   发布时间:2014-9-25


    1. 常规乳液聚合所用乳化剂残留在乳液中造成涂膜耐水性、抗污性和光泽差及在使用过程中易产生泡沫等缺点。为此,国内外一直致力于开发无皂乳液聚合技术。为了合成能满足涂料要求的稳定的高固含量无皂乳液,国内外进行了大量的研究,其中具有发展前景的方法主要有以下3种。采用水溶性单体共聚 
     所用水溶性单体包括羧酸类、酰胺类、羟基类、磺酸类单体和一些阳离子单体。在聚合过程中,共聚单体由于其强亲水性而结合在胶粒表面,形成亲水性膜而产生立体稳定效应。离子型单体还使胶粒表面产生电荷,通过静电斥力来维持乳液的稳定。单体的种类、用量、加料方式、羧基单体的中和度对聚合及乳液的稳定性均有影响。单体的水溶性太大,易在水相发生均聚;反之,易埋在胶粒内,均不利于皂聚合。采用合适的水溶性单体可制得较高固含量的无皂乳液。利用羧基单体,采用两步法聚合可制备固含量40%以上的无皂乳液。第一步在低PH值下聚合制成种子乳液;第二步提高种子乳液的PH值,使聚合物上的羧基离子化,形成高度带电的乳胶粒作为进一步聚合的场所[2]。联合使用水溶性羟基单体和离子型引发剂也可制备出稳定的高固含量无皂乳液。唐广粮等利用烯烃基甘油醚磺酸盐、3-烯丙氧基-2-烃基丙磺酸盐等制备出固含量高达60%的稳定的无皂乳液。
      2.采用可聚合乳化剂 
     已报道的可聚合乳化剂种类很多,主要有烯丙醇的衍生物、苯乙烯的衍生物、马来酸的衍生物、丙烯酰胺的衍生物、(甲基)丙烯酸及其酯的衍生物等。 
     为了使可聚合乳化剂键合在乳胶粒表面而产生良好的稳定效果,可聚合乳化剂应具有适当的聚合活性和亲水性。聚合活性太高,它在聚合过程的早期就会和其他单体共聚而埋在颗粒内部;活性较低,则它在聚合过程的后期才与其他单体共聚,不易埋在颗粒内而位于颗粒的表面;但聚合活性太小,它就难以键合到乳胶粒上。亲水性太小的可聚合乳化剂也易埋在颗粒内,但太大可能会水相聚合,形成水溶性聚合物[7]。可聚合基团的位置对聚合过程及乳液的稳定性有较大的影响。双键位于疏水端的最易聚合,位于亲水端的因亲水端之间的排斥作用而难聚合。采用合适的可聚合乳化剂可制备固含量50%以上的稳定的无皂乳液[8-9]。 
     3.采用大分子乳化剂 
     大分子乳化剂的迁移性远低于小分子乳化剂,在聚合过程中还可能与乳胶粒发生接枝作用,因而采用大分子乳化剂可克服小分子乳化剂易迁移、易起泡的缺点。用于乳液聚合的大分子乳化剂包括嵌段共聚物、接枝共聚物等。采用大分子乳化剂可制备固含量30%~40%的稳定的无皂乳液
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