聚丙烯酸酯透明防结露涂料的研制
张启忠1，王澍2，刘仲一3，殷绿1
(1．吉林化工学院化工与材料工程学院，吉林132022;2．中油吉林化建工程股份有限公司，吉林132021;3．中国石油吉林石化高碳醇厂，吉林132022)
摘要:以...丙烯酸(MA)、...丙烯酸β－羟乙酯(HEMA)及丙烯酰胺(AM)为共聚单体，过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂，采用溶液共聚法，研制成聚丙烯酸酯透明防结露涂料。重点考察了单体、引发剂、温度等因素对涂料性能的影响。通过优化配方和工艺条件实验，确定了涂料的适宜配方和工艺条件。研究结果表明，该涂料具有较好透光性、防结露性、耐水性以及硬度。
关键词:透明防结露涂料;...丙烯酸;...丙烯酸β－羟乙酯;丙烯酰胺;溶液共聚
中图分类号:TQ637.2文献标识码:A文章编号:0253－4312(2012)01－0039－04
结露现象在日常生活中屡见不鲜，尤其是透明材料表面的结露，给人们的生产生活带来了很大的不便。玻璃、农用薄膜是最常见也是最常用的透明材料，当这类透明材料的两侧出现一定温差时，温度低的表面水分的饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压时，水汽就向物体表面聚集，并且以微小的水珠析出，形成露珠或雾，微小露珠对光线形成漫反射，显著降低了玻璃的透光率，从而影响视线。
防止物体表面的结露，按原理来分类，主要有以下几种方法［1－3］:(1)使物体表面亲水:降低物体表面对水的接触角，使凝聚在表面上的小水滴不形成微小的水珠，而是在表面铺展开而薄膜化，减少对光线的漫反射，从而保证了材料的透明度。物体表面的亲水化，主要是通过涂覆各种表面活性剂、混炼入表面活性剂的树脂、亲水高分子或形成磷酸盐亲水层实现。(2)使物体表面疏水:提高物体表面与水之间的接触角，使水滴在重力作用下滑落。这类方法主要是在物体表面涂覆有机硅烷类或含氟涂料。(3)使物体表面温度高于露点:目前已有在汽车挡风玻璃上增加发热装置以达到防雾的专利报道。但该方法耗资大，易损坏，维修比较困难。因此该方法应用较少。我国于20世纪80年 始防雾方面的研究，起步较晚。由于我国人口多，防结露产品的市场巨大，研制透明材料的表面防雾及其应用产品，具有实际意义。本研究以...丙烯酸(MA)、...丙烯酸β－羟乙酯(HEMA)及丙烯酰胺(AM)为共聚单体，采用溶液共聚法，合成聚丙烯酸酯透明防结露涂料［4－6］，以解决透明制品的结露问题。
1·实验部分
1.1基本原理
本实验以含有羟基的非离子型单体...丙烯酸β－羟乙酯(HEMA)、含有酰胺基的丙烯酰胺(AM)与含有...的...丙烯酸(MA)为原料采用溶液共聚法制备...丙烯酸β－羟乙酯－丙烯酰胺－...丙烯酸三元共聚物，通过不同亲水性基团的相互协同作用以提高三元共聚物的吸水能力，尤其是耐水解能力。
1.2原料与仪器
实验所需主要原料:...丙烯酸(MA)、偶氮二 (AIBN)、丙烯酰胺(AM):分析纯，天津大茂化学试剂厂;乙二醇单甲醚、过氧化二苯甲酰(BPO):分析纯，沈阳市新西试剂厂;...丙烯酸β－羟乙酯(HEMA):分析纯，日本东京化成工业株式会社。
主要实验仪器:四口烧瓶、球型冷凝器、数控超级恒温槽、电动搅拌器、氮气钢瓶、722S型可见分光光度计。
1.3实验步骤
把MA、HEMA、引发剂和溶剂按照一定比例配好，加入四口烧瓶中;通入氮气，排出空气，在水浴中反应，温度控制设定在60～75℃之间(最高温度不超过80℃)。反应达到一定程度以后，把预先按一定配比准备好的AM滴加入四口烧瓶。反应结束后，加入溶剂(稀释剂)，配成一定浓度的溶液。考察确定溶剂与单体的配比、引发剂的种类及其用量、反应温度及反应时间、滴加速度、适宜配方、对样品进行分析检测。
1.4测试方法
(1)防雾性测试:将聚合物乳液均匀涂膜在一玻璃片上，在室温下干燥后放置在与水平面呈5°倾角的40℃水浴上，观察表面状态，根据下面的标准测定防雾等级［3］:1级为全板均匀润湿，没有水滴附着，呈透明状;2级为全板润湿，有部分较大水滴附着;3级为板的大部分润湿，有部分大小水滴附着，不流淌;4级为板的一部分润湿，大部分有大小水滴附着，不流淌;5级全板均附有大小水滴，呈不透明状。
(2)透光性测试:采用722S型可见分光光度计测试，将同一块玻璃切割成为44mm×14mm×3mm的小条若干，在上面涂覆防雾涂料，将其与未涂涂料的部分进行对比。
(3)耐水性测试:室温环境下用去离子水浸渍涂层，以涂层出现发白溶胀现象所用时间的长短来衡量其耐水性［4］。
(4)硬度按GB/T6739—2006涂膜硬度铅笔测试法测试。
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