[01615249]有机硅及纳米二氧化硅改性丙烯酸树脂无皂乳液皮革涂饰剂的研究

丙烯酸树脂是使用量最大的一类皮革涂饰剂，年产量占皮革涂饰剂的70%左右。未改性丙烯酸树脂涂饰剂存在“热粘冷脆”，不耐溶剂，涂层粘着不牢等问题。将有机硅引入丙烯酸树脂后，可克服“热粘冷脆”的缺陷，进一步提高涂层的防水性、透气性、耐干湿擦性、光泽和滑爽性。但有机硅表面能低和力学性能较差，使有机硅改性丙烯酸树脂(硅丙树脂)的粘接强度和力学性能下降。纳米SiO<,2>具有小尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应等，可作为交联点克服硅丙树脂的缺陷，极大地增加硅丙树脂的粘接强度和力学性能，进一步提高涂层的耐溶剂性、耐热性、耐磨性和抗老化性。采用传统的乳液聚合制备的硅丙乳液中，残留大量的低分子乳化剂，使得胶膜的耐水性和附着力等性能受到不同程度的影响。采用无皂乳液聚合制备硅丙乳液，可提高胶膜的耐水性和附着力。有机硅改性丙烯酸树脂无皂乳液的制备方法主要有以下两种：采用亲水性非离子型共聚单体与离子型共聚单体配合使用，使粒子表面既有离子型基团,又有非离子型基团，增加乳胶粒子的稳定性。这种方法存在乳液的粒径较大、成膜性能差、膜的光泽和耐水性差等缺点。用具有聚合能力的表面活性单体作为乳化剂，使表面活性单体通过共价键连接到聚合物上，可有效地增加硅丙乳液的稳定性和固含量。纳米SiO<,2>改性丙烯酸树脂无皂乳液的制备方法主要有原位聚合法和溶胶-凝胶法。原位聚合法有操作简便安全，反应条件温和，成本低廉，聚合速率和聚合物分子量较高等优点，但需对纳米SiO<,2>粒子进行表面改性，否则粒子极易在聚合物中团聚，影响产品性能。溶胶-凝胶法制备有机-无机纳米杂化材料以其条件温和，所得复合材料的分散尺度低分散尺寸小且均匀而引人注目。该项目采用无皂乳液聚合技术和溶胶凝胶技术，将有机硅和纳米SiO<,2>引入丙烯酸树脂，制得有机硅及纳米SiO<,2>改性丙烯酸树脂无皂乳液环保型皮革涂饰剂。研究有机硅及纳米SiO<,2>改性丙烯酸树脂无皂乳液的合成反应参数与乳液性能间的定量和定性关系，优化合成工艺参数，并对纳米复合乳液的结构进行表征；采用红外、扫描电镜、热重分析等手段对有机硅及纳米SiO<,2>改性丙烯酸树脂的结构进行表征，测试纳米复合乳液涂膜性能和在皮革上的应用性能，建立其结构与性能间的相关性，进一步优化合成条件，开发与其相配套的应用工艺。该产品的稳定性好，成膜性能好，粘着力强，耐摔软，不掉浆，涂饰后的革不发粘，光泽柔和，手感平滑舒适，真皮感强，透水汽性好，耐低温、耐磨性、耐干湿擦性优良，是生产各类高档皮革理想的涂饰材料。该涂饰剂为水乳性产品，利用纳米SiO<,2>作为交联点，提高了涂膜的物理机械性能和耐水性，避免了甲醛的使用，减少了对环境的污染，是一种环保型皮革涂饰剂。