功能单体对水性丙烯酸酯树脂性能的影响研究(3)
随着丙烯酸酯类共聚乳液的应用和研究进展以及环保要求的日益增高，丙烯酸酯类共聚物乳液广泛用作涂料成膜剂和纺织印染粘合剂，还广泛用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料以及水处理等方面，其用量与日俱增。
1.2 丙烯酸酯树脂的特点
丙烯酸酯类单体中具有的碳碳不饱和双键经聚合反应生成丙烯酸树脂,该树脂的主链为碳碳链,有很高的光、热和化学稳定性。因此由丙烯酸酯树脂制备的涂料具有很好的耐候性、耐污性、耐化学药品等性能。甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯类单体不同的是甲基丙烯酸酯在α位置有甲基是典型的非对称结构,它参与共聚可以使共聚物的分子出现极性,从而提高涂膜的物理机械性能,所以甲基丙烯酸酯聚合物比丙烯酸酯聚合物更硬,耐光老化性更好。水性丙烯酸酯树脂除了以上跟单体结构相关的特点外,它还具有防腐、耐水、成膜性好、保色性佳、施工性能良好、使用安全等优点。
水性丙烯酸酯树脂的优点是其得以迅速发展的主要因素,但它也具有自身不可消除的缺点,主要表现在树脂成膜干燥后热粘冷脆、抗回粘性差、耐热性不佳、耐水性等。因此水性丙烯酸酯树脂的应用领域也相应受到限制[2]。
为了对水性丙烯酸酯树脂进行改性,提高光泽度,增加耐性水,改善其成膜性能,本实验设计三个功能单体对水性丙烯酸酯树脂进行合成改性研究,即水性叔丙体系、水性酮肼交联体系、水性N-羟甲基丙烯酰胺交联体系。下面就这对这三个体系做简要介绍：
1.3 水性叔丙体系的概述
叔碳酸乙烯酯是一种无色透明带有水果香的液体，黏度比水大，密度比水小，微溶于水，可燃，但不属于易燃品，低毒。叔碳酸乙烯酯是一种多支链一元饱和羧酸乙烯酯,其α碳原子上的烷基形成的空间位阻以及它的非极性,使其表现出优异的抗紫外线性能和极强的疏水性能。从而使其聚合物具有良好的耐候性、耐水性、耐碱性以及低表面张力等优点。叔碳酸乙烯酯分子中的双键又使其具有一定的反应活性,能与乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等具有双键的单体进行共聚,提高其共聚物的性能,拓宽其应用范围,是一类优良的改性单体[3]。
丙烯酸酯类共聚物乳液具有优良的耐光性、耐候性、耐紫外光照射、耐腐蚀性等,用其制成的乳胶涂料具有良好的耐老化性、保光性、保色性和装饰性。但丙烯酸酯类乳胶涂料还存在耐水解性、耐温性、耐粉化性差等缺点。针对这些缺点可以通过丙烯酸酯类单体与叔碳酸乙烯酯单体共聚,将叔碳酸 乙烯醋接枝到丙烯酸酯分子链中,从而使其耐碱性和 耐候性大大提高,特别是耐粉化和耐开 裂性能得到很大地改善,因为叔碳酸乙烯酯丰富的支链烷基具有耐紫外线性能,从而表现出良好的耐粉化和耐开裂性的综合性能。同时也提高了丙烯酸酯乳液的耐水性,如涂有叔丙乳液的砖的吸水率仅为未涂漆砖的2%,接近含有90%一95%挥发性有机溶剂的市售硬脂酸铝、有机硅体系。由于丙烯酸酯分子链中接枝了具有强疏水性的叔碳酸乙烯酯,故增强了共聚物在潮湿环境下的机械强度,可用于 开发防水材料体系,如防腐涂料[4]等。