丙烯酸树脂乳液作为目前应用最广、最为重要的的水性涂料基料之一,具有优异的保光保色性、耐候性以及丰满度,但单纯的丙烯酸树脂乳液的涂膜硬度、常温或低温施工成膜性能和耐化学品性等性能不理想,影响了其作为高档水性涂料的应用范围。因此,需采用各种交联改性方法对其进行改性,调整聚合物分子结构,提高其成膜后的综合性能。三聚氰胺又称蜜胺,是一种非常重要的化工中间体,由于其分子内内含氮杂环,故以其为原料合成的三聚氰胺甲醛树脂具有比较高的反应活性,且具有低粘度、高交联活性和优良的混溶性而被广泛用于多种涂料的固化剂和木材加工中的胶粘剂。但由于三聚氰胺甲醛树脂普遍存在水溶性差、固含量低、耐老化性差和游离甲醛含量高等问题,使其在环境友好的水性涂料中的应用受到了限制。
本文提供了一种醚化三聚氰胺甲醛树脂改性丙烯酸乳液的制备方法。醚化的三聚氰胺含有羟甲基、甲氧基和三嗪环结构,作为交联剂引入到PA乳液中后,在高温干燥固化时,能够和乳液当中的极性集团一OH、-COOH发生交联缩聚反应,而且一个三嗪环结构可以和多个聚合物反应,使PA大分子间交联形成更加致密的空间网络结构,增加了分子链间作用力,使分子链的刚性增强,抗拉强度变大,膜的硬度明显增高。同时,交联剂的加入使得原本呈线型的丙烯酸树脂在形成具有一定程度交联的网状结构后,耐水性有了明显提闻。
(1)在装有搅拌器、温度计和冷凝器的三颈烧瓶中,加入一定量的醛类化合物溶液,用三乙胺水溶液调节体系pH为8〜8.5,按比例加入三聚氰胺,缓慢升温到70°C左右,待三聚氰胺溶解,体系变澄清,继续反应20 min ;降温至40°C,加入甲醇后用盐酸调节pH为5飞,再升温至50°C反应50 min左右,以水的容忍点(滴I滴产品于大量冷水中,产生絮状白色烟雾为反应终点)为标准判断反应程度;反应结束后加碱性物质调节体系pH为8〜9,所得产物为无色透明液体醚化三聚氰胺甲醛交联剂(MF);
(2)醚化三聚氰胺甲醛树脂(MF)/丙烯酸树脂(PA)共混乳液PAM的制备:按照PA与MF的不同比例R,常温下,向自制的丙烯酸树脂乳液中滴加定量的醚化三聚氰胺甲醛树脂MF溶液,高速搅拌0.5〜1 h,即得固含量为30%的改性醚化三聚氰胺甲醛/丙烯酸树脂共混乳液,记做PAM。