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为了满足企业对于市场的需求，本实验尝试采用三种体系，即叔碳酸乙烯酯体系、酮肼交联体系、N-羟甲基丙烯酰胺交联体系，分别合成其水性树脂，分别测其体系乳液的基本性能，然后配以适量助剂，最终制成水性上光油，并研究水性流变助剂用量对于以上三种不同体系的水性上光油的粘度改变的有效性，粘度对涂膜光泽度的影响及三种体系的比较、乙醇对上光油干燥速度的影响及三种体系的比较。最终给出可用于高光、耐水性好等企业可参考用的水性上光油配方，并给企业在助剂使用方面提供一定的指导意义。下面简单介绍一下三个体系以及部分助剂：
1.1 叔丙体系的概述
叔碳酸乙烯酯是一种高度支化的有机酸-叔碳酸的乙烯基衍生物,分子结构式如下所示:
图1.1 叔碳酸乙烯酯分子结构式
结构式中基团R1、R2、R3为碳数至少为1以上的饱和烷基,三个基团碳数总和为10的叔碳酸乙烯酯称为VeoVaTM10[2]。
该单体通常不单独使用,而是与醋酸乙烯、丙烯酸酯等共聚,以改善各自的缺陷,如耐水性、耐酸碱性以及耐候性等。由于叔碳酸乙烯酯是不溶于水的油性单体,其性质稳定,反应活性较低,通常不易制得结构均匀的共聚物,多数以共聚混合物的形式存在,通常的合成方法也不能制得理想的共聚物,只有通过核壳聚合的方法以及合适的乳化剂,才能得到符合要求的共聚物结构。
表1.1 叔丙、纯丙和苯丙乳胶漆的性能比较
检验项目 叔丙乳胶漆 纯丙乳胶漆 苯丙乳胶漆
容器中状态
施工性能
涂膜外观
抗流挂性
流平性
干燥时间/h
耐碱性(10%NaOH水溶液浸泡24 h）
耐水性(25℃,72 h)
耐擦洗性/次
耐沾污性(室外露天放置半年)
耐候性(室外露天放置半年)
综合评价 均匀，无结块
刷2道无障碍
半亮光,光泽柔和
该叔丙乳液在耐水性、耐候性、光泽、耐碱性、耐沾污性等方面比常规的纯丙乳液,苯丙乳液更为突出[3]。
1.2 酮肼交联体系的概述
近年来,酮肼交联反应即利用酮羰基与肼及其衍生物缩合成踪的反应使聚合物发生交联,其优越性在于它是一种单组分乳液,只有在使用时干燥脱水的时候才会发生交联反应,这种方法被越来越多的人研究和利用[4],这一优异的交联性可以应用于许多领域,例如涂料、胶粘剂、发型定型剂、感光树脂等等[5]。
酮肼交联反应的一般式为：
双丙酮丙烯酰胺简称DAAM,结构式：
双丙酮丙烯酰胺学名N-（1，1-二甲基-3-氧丁基）丙烯酰胺,是丙烯睛和丙酮在磺酸催化下缩合而成,性状为无色针状结晶,一般商品为白色或黄色粉状结晶或压成片状；溶于水和甲醇、乙醇、丙酮、四氢吠喃、乙酸乙酷、氯甲烷、苯、乙睛、苯乙烯、正己醇等多种有机溶剂,不溶于石油醚等脂肪烃。DAAM是重要的精细化工产品,1965年由美国润滑油公司首次开发成功并在1970年形成工业化生产。日本、前苏联及奥地利等国家也对其进行了很多研究,国内对DAAM的研究始于1980年[6]。
DAAM作为一种重要的乙烯基单体从结构中可看出它有个反应点[7]:
(1)碳碳双键,DAAM自身可以形成均聚物,也可以和许多不饱和单体共聚,可与其共聚的单体主要有甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯,乙酸乙烯酯、氯乙烯、马来酸酐、硬脂酸,N-已烯基吡咯烷酮、偏氯乙烯、丙烯腈、甲基乙烯基酮,甲基丙烯酸、丙烯酰胺,丙烯酸乙脂,丙烯酸丁脂、丙烯酸-2-乙基己酯,N-乙烯基咔唑、丁二烯等,用途广泛；