Page 38 - 涂料工业2024年第02期电子刊

杨 帅等：温度响应性聚丙烯酸酯分散体的制备及性能研究

1. 2. 2 分散体的合成 1. 3. 3 热重分析（TGA）

合成水性羟基丙烯酸酯分散体的配方如表 1 所 取 5~10 mg 样品，以 10 ℃/min 的速度从 50 ℃升
示，两段投料质量比为 3∶1。 温至500 ℃，进行TGA测试。
表1 参考配方 1. 3. 4 固含量及单体转化率测试
Table 1 Referential formula 称取1 g分散体在120 ℃烘箱中放置2 h直至质量
原料 w/% 恒定，分别按式（1）、式（2）计算固含量和单体转化率。

St 43. 76 w =（m -m）/（m -m）×100% 式（1）
1 2 0 1 0
BA 14. 59
第一阶段物料 s=w /w ×100% 式（2）
0
1
2-EHA 14. 59
式中：w —固含量；m —器皿的质量；m —干燥前
HEMA 2. 26 1 0 1
分散体和器皿的质量；m —干燥后固体和器皿的质
St 2. 19 2
s
量；—单体转化率；w —分散体的理论固含量。
BA 3. 38 0
1. 3. 5 吸水率测试
2-EHA 0. 62
探 工 工 第二阶段物料
HEMA 1. 24 将未加固化剂的树脂膜（将分散体先在 60 ℃下
索
艺 AA 2. 50 表干后，再在 120 ℃下 2 h 成膜）称量后在水中浸泡
艺
NIPAM 14. 87 24 h，用滤纸擦干表面水分，按式（3）计算吸水率。
开 技 技 式（3）
向装有蛇形冷凝管、搅拌装置的四口烧瓶中加 吸水率=[（m -m）/m ]×100%
4
3
3
发 术 术 入质量分数为 25% 的溶剂 BCS（以单体总质量计，下 式中：m —浸泡后树脂膜的质量；m —浸泡前树
4
3
同）搅拌升温至 135 ℃；称取定量的 St、BA、2-EHA、 脂膜的质量。
HEMA、TBPO（1. 5%）搅拌均匀后，在 90 min 内匀速 1. 3. 6 凝胶率
滴加至烧瓶中并保温 30 min；保温结束后在 30 min内 将涂层在四氢呋喃中浸泡 1 周，取出放置在烘箱
滴加由 St、BA、2-EHA、HEMA、AA、NIPAM、TBPO 中烘干并称质量，按式（4）计算凝胶率。
（1. 5%）组成并搅拌均匀的混合溶液并保温 60 min； 凝胶率=（m /m）×100% 式（4）
6 5
降温至 50 ℃，在 30 min 内滴加 DMEA（调节中和度， 式中：m —浸泡后涂层的质量；m —浸泡前涂层
6 5
按 DMEA 占丙烯酸物质的量百分数计算）并保温 的质量。
30 min；降温至室温在 60 min 内滴加去离子水，先慢 1. 3. 7 粒径及粒径分布测试
后快，使其有效搅拌并保温 60 min；冷却过滤，即得水 用去离子水将分散体稀释至透明状，再用纳米
性羟基丙烯酸酯二级分散体。 粒度仪测试粒径和粒径分布指数（PDI），25 ℃下，测
1. 2. 3 涂层的制备 试3次，每次测试用时2 min。
按m（水性羟基丙烯酸酯分散体）∶m（氨基树脂）= 1. 3. 8 相对分子质量测试
8∶1混合分散体和树脂，充分搅拌均匀，用涂膜器将涂 将 10 mg 未加固化剂的乳胶膜完全溶解在 1 mL
料涂抹在已经处理过的马口铁上，140 ℃固化120 min 色谱级的四氢呋喃中，用 0. 22 μm的有机滤头过滤后
成膜。依次改变m（水性羟基丙烯酸酯分散体）∶m（氨 用凝胶参透色谱仪（GPC）测量其数均相对分子质量
基树脂）、固化温度和固化时间，制备不同样品。 （M）和重均相对分子质量（M ）。
n w
1. 3 测试与表征 1. 3. 9 黏度测试
1. 3. 1 红外表征 采用旋转黏度计在 25 ℃下测定分散体的黏度，

用全反射傅立叶变换红外光谱仪分析单体和 测量3次。
涂层。 1. 3. 10 LCST测定
1. 3. 2 差示扫描量热分析（DSC） 浊点测量法：当温度低于 LCST，氢键作用占主
取 5~10 mg 样品，以 10 ℃/min 的速度从 0 ℃升温 导，分散体可以更好地分散在水中 ；当温度高于
至150 ℃，进行DSC测试。 LCST，疏水作用占主导，胶束会膨胀沉淀，出现相分

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