0 前 言
近年来,随着环境保护问题的日益严重,尤其是目前家庭装修方面的健康问题越来越受到人们的重视,因此目前涂料工业正向着水性化方向发展[1-2],尤其是木器涂料。在木器涂料当中,光固化涂料以其节能、高效等优点而广受关注。但是传统的水性光固化涂料不但价格高,而且生产工艺复杂。为了克服这一问题,本课题组通过研究发现了一种双烯单体,用这种双烯单体可直接合成水性光固化涂料,因此工艺十分简便,而且不饱和双键在聚合物分子中的分布比较均匀,涂膜达到表干后即可进行光固化,且其涂膜性能优良。

1 试验部分
1.1 双烯单体制备不饱和乳液
将去离子水和乳化剂按比例加入到带有搅拌桨、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝管的四口瓶中,在搅拌和通氮气的条件下升温至80 ℃。待温度恒定时,将含有c i s -A E O E A的混合单体用滴液漏斗滴加,
同时滴加引发剂溶液,控制滴加时间3 h,滴完再保温3 h,之后可降温出料,将残渣过滤之后保存备用。

1.2 光固化乳液的制备
将上步中制备的不饱和丙烯酸乳液与一定比例的光引发剂混合,待光引发剂分散均匀之后即可出料,将残渣过滤之后即可制得丙烯酸光固化乳液。

2 结果与讨论
2.1 双烯单体cis-AEOEA的分子结构及分子特性根据本课题组的研究结果, 双烯单体c i s -A E O E A是一种给电子能力较弱的化合物,其分子结构见图1。

在c i s -A E O E A中同时含有C=C和-C O O H两类功能性基团,其中C=C双键中的C14=C15双键用于聚合,而C4=C5双键则被保留并可用于进一步的光固化。而且,C4=C5双键的聚合活性还受共聚单体给电子能力的控制。当其与给电子单体共聚时,将使C4=C5双键被活化；在其他情况下,该双键将被保留在聚合物中,从而形成具有均匀双键分布的不饱和聚合物。

2.2 双烯单体cis-AEOEA用量对乳液聚合稳定性的影响
双烯单体c i s -A E O E A用量的增加可提高聚合物的不饱和度,但是因为c i s -A E O E A中羧基的存在,所以当c i s -A E O E A的用量太高时会对乳液聚合的稳定性产生不利影响。图2给出了c i s -A E O E A用量对聚合物乳液的粒径及其多分散指数(PolydispersityIndex, PdI)的影响。从图2可以看出,随着c i s -A E O E A的质量分数从5%增加到26%,乳胶粒子的粒径先上升然后下降。而当c i s -A E O E A的用量小于20%时,乳胶粒子的粒径增长较缓慢；但当c i s -A E O E A的用量继续增大时,乳胶粒子的粒径增长较快；当c i s -A E O E A的用量再继续增加时,乳胶粒子的粒径有所降低。对于乳胶粒子粒径的多分散指数来说,其变化规律是随着c i s -A E O E A用量的增加,多分散系数先稳定后急剧上升。因此,cis -AEOEA的用量不宜超过20%。

2.3 曝光时间对涂膜固化性能的影响
将c i s -A E O E A所制备的不饱和乳液与光引发剂共混,即可制得光固化乳液。这种光固化乳液涂膜在不同UV曝光时间下的FTIR谱图见图3。

从图3可以看出,在U V曝光之前,在1 639 c m-1处存在着C4=C5双键的特征吸收峰(p e a k 1)；而随着U V曝光时间的延长,c i s - A E O E A中C 4= C 5在1 639 c m-1处的特征吸收峰(p e a k 1)逐渐减弱,并终消失。因此,c i s -A E O E A可用于制备光固化乳液,并且在光引发剂的作用下,该光固化乳液的涂膜经UV曝光后可发生光交联反应。