ⅰ) 有机硅氧烷分子上含有乙烯基,利用分子上的乙烯基团与丙烯酸酯类单体进行自由基共聚。通过工艺条件的调整和控制,将有机硅氧烷全部键合到丙烯酸酯乳液聚合物大分子上;有机硅氧烷与丙烯酸酯是以Si—C键结合的,Si—C键因Si很难失去电子而保持化学稳定,保证了有机硅氧烷能够稳定接枝而不会脱落。
ⅱ) 有机硅氧烷分子链比较长,一旦键合到丙烯酸酯乳液聚合物分子上,不会被其它支链“遮盖”,也不易被丙烯酸酯分子“包埋” 得到的硅丙乳液聚合物分子呈梳状结构,涂膜固化后,有机硅氧烷的一端与丙烯酸酯大分子相连,Si—C长链则伸展到涂膜表面,形成有机硅分子层,使涂膜表面的化学组成、结构发生改变,从而显著改善涂膜的表面性能,如耐高低温性、耐老化性、耐水性等。
ⅲ) 有机硅氧烷大分子的Si—C主链上以烷基为支链,该基团进一步降低了涂膜的表面张力,提高涂膜的耐沾污性。水的表面张力是72mN•m-1,纯丙乳液的表面张力为49 mN•m-1,而添加了硅氧烷后,乳液的表面张力迅速下降,硅氧烷的加入量为1%~10%范围内时,硅丙乳液的表面张力基本保持在30 mN•m-1左右。较低的表面张力有利于乳胶粒子对颜填料的表面润湿、流平;也有利于提高涂料对基材的附着力和渗透力,更重要的是提高涂膜的耐沾污性能,这是硅丙乳液的重要特性之一。
ⅳ) 在有机硅氧烷分子上含少量的活性基团。在成膜过程中,该活性基团可以使乳液聚合物发生分子间缩合脱水,也可以与水泥基材上的羟基反应,形成低度交联的立体网状结构,从而提高涂膜的附着力、耐擦洗性和耐老化性能。
ⅴ) 纯丙乳液聚合物属于线性高分子,主链是C—C结构,在长时间UV照射下易老化降解,而经硅氧烷改性的乳液聚合物由于在分子链段间引入键能更高的Si—O—Si结构,生成交联网络结构,提高了涂膜的耐UV降解能力,耐候性增强[5, 6]。
② 乳化剂
本设计采用非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂相结合,选择辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10和OP-21)、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(MS-1)、十二烷基硫酸钠(SDS)乳化剂。其中OP-10和OP-21为非离子型乳化剂,MS-1和SDS为阴离子型乳化剂。当非离子型乳化剂和离子型乳化剂复合使用时,由于协同效应,两者性能互补,可得到更好的稳定效果。
辛烷基酚聚氧乙烯醚OP系列产品,均为聚氧乙烯基非离子表面活性剂。在常温下为浅黄色或棕黄色液体、浅黄色膏状体或固体;无毒无腐蚀,具有良好的乳化、润湿、渗透、扩散、抗硬水等性能;与阴离子型和阳离子型表面活性剂有良好的匹配性,耐酸、碱、硬水。
烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(MS-1)乳化剂,别名为乳化剂RS、乳化剂OS,是兼有非离子和阴离子型两种表面活性剂特性的乳化剂。产品为浅黄色至浅棕色透明液体或胶状物;可溶于热水及一般溶剂,具有良好的乳化性、分散性、润湿性、悬浮性、去污性及发泡性;在乳液聚合中做乳化剂,可制得机械稳定性、热稳定性、贮存稳定性好的乳液。
十二烷基硫酸钠(SDS)乳化剂,为一种性能广泛的表面活性剂。产品为无色或淡黄色浆状物,含固量为40±2%,溶于水,具有优良的乳化、渗透、分散性能;无毒,生物降解性好;如与两性表面活性剂复配,可以起到调理作用;同时具有优良的抗硬水性能。 年产450吨外墙涂料用弹性硅丙乳液车间工艺设计(19):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_9376.html