高分子量丙烯酸树脂及基于该树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法与流程

本发明涉及一种高分子材料技术领域，特别是涉及一种高分子丙烯酸酯树脂及基于该树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法。

背景技术：

在高分子物理的学习当中，经常都要提到分子量这个词，可见分子量的重要性。不同聚合物制备中需要不同的物理化学性能，分子量的大小可以调节聚合物的拉伸强度、撕裂强度、耐磨强度、抗压强度和填充强度等等。

前人在分子量与性能关系这个研究方向下了不少功夫。谭志勇等人(谭志勇等：高分子材料科学与工程,2004,20(2):122-125.)采用乳液聚合法合成了一系列不同相对分子量的san树脂，然后将其与pb-g-san接枝共聚物进行熔融共混，测试制备得到的abs树脂的力学性能。结果表明，随着相对分子量的增大，制备得到的abs树脂的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度都越高。对于生产不同牌号的abs树脂具有一定的借鉴作用。nagayoshikobayashi等(nagayoshikobayashi,etal:tribollett,2014,53:43-49.)，通过制备不同分子量的全氟聚醚，并作为磁盘的表面保护膜，研究发现，只有当分子量较小的时候，全氟聚醚保护膜的耐摩擦性能好。

高分子量聚合物的制备也有不少人研究，薛金根等(薛金根等:高分子学报,2007,3:219-222.)结合前人的研究成果，考虑到制备高分子量聚碳硅烷是干法纺丝制备低氧含量sic纤维的前提，采用热压法，控制反应温度、预加压力和反应时间，可以制得重均分子量在6400-8500之间的符合纺丝要求的高分子量聚碳硅烷。乔晋忠等(乔晋忠等:高分子学报,2007,2:124-128.)，为制备高分子量聚乙烯醇，采用细乳液聚合，改变不同的引发剂类型和浓度、温度和油水比，考察这些因素对分子量和转化率的影响，优化条件，最后制得分子量为6.6×103的聚乙烯醇。赵姜维等(赵姜维等:高分子学报,2007,3:240-245.)为获得具有较高机械性能和耐热性的超高分子量聚苯乙烯，研究发现使用三元稀土催化剂(nd-al-bcl)，可以制备出重均分子量高达7.6×105的聚苯乙烯。guoshunyang等(guoshunyang,etal:journalofpolymerscience,parta:polymerchemistry2014,52:591–595.)，通过acyclicdienemetathesis(admet)制备出高分子量p3dtv，满足材料的加工性能和优异测成膜性能。

现有的抗渗水性织物涂层包含：有机氟类、有机硅类等，其中，有机氟类的丙烯酸树脂在目前抗渗水性涂层中的应用最为广泛，但该类产品价格昂贵、舒适性差，且这类物质在生物体类或环境中产生分解代谢产物全氟辛烷磺酸和全氟辛酸，这两类物质对遗传、神经、内分泌和发育等存在消极影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于以无氟丙烯酸树脂为研究对象，提供一种高分子量丙烯酸树脂的制备方法；本发明的另一目的在于提供一种基于高分子量丙烯酸树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法，从而改变织物的抗渗水性能。

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：

高分子丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤：

a、在装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气保护的容器瓶中，按照一定比例加入蒸馏水、占分散剂总量50-80％的分散剂、占引发剂总量30％-35％的引发剂和一定量的缚酸剂调节反应体系呈弱碱性，然后水浴加热至30-80℃，搅拌混合10-60min；

b、加入丙烯酸乙酯和占丙烯酸丁酯总量40-80％的丙烯酸丁酯，剩余的占丙烯酸丁酯总量60-20％的丙烯酸丁酯与丙烯腈、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯混合均匀于滴液漏斗中，匀速滴加反应；

c、将搅拌速度提高2-3倍，搅拌反应0.5-3h后，再次加入占引发剂总量20-30％的引发剂继续反应0.5-3h；

d、升温至75℃，滴加剩余的占分散剂总量50％-20％的分散剂，再加入占引发剂总量20％-30％的引发剂反应0.5-3h后继续加入剩余的占引发剂总量30％-5％的引发剂反应1-5h；

e、结束反应后加入乙醇，继续搅拌至室温，过滤，蒸馏水洗涤，真空干燥得丙烯酸酯共聚物。

进一步地，所述的缚酸剂为nahco3、na2co3和吡啶中的一种或多种混合。

进一步地，所述分散剂为pva混合物。

进一步地，所述引发剂为aibn。

进一步地，所述丙烯酸酯共聚物的数均分子量重均分子量

进一步地，丙烯酸酯共聚物具有主要单体和功能单体，所述主要单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯腈，所述功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯。

进一步地，步骤a中，反应体系的ph值为7.5-8.5。

采用上述技术方案后，本发明一种高分子量丙烯酸树脂的制备方法，具有以下有益效果：利用悬浮聚合法合成高分子量丙烯酸酯共聚物，该丙烯酸酯共聚物的数均分子量重均分子量尖峰分子量mp＝1.28×10⁶，远高出丙烯酸酯共聚物的分子量。

基于所述的高分子丙烯酸树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照一定的工艺配比，将高分子量丙烯酸树脂和溶剂加入到容量瓶中，加热，搅拌分散均匀，制得丙烯酸树脂涂层整理液；

(2)将熨烫平整的尼龙织物固定在针板上，利用旋钮调节织物的张力，使织物两侧的张力均匀；

(3)将固定有尼龙织物的针板固定在涂层机的支架上，装上刮刀，匀速的拉动刮刀架，将配制好的整理液均匀的涂在针板上的尼龙织物上；

(4)最后在130-180℃下烘焙3-10min，使溶剂挥发，制得织物涂层。

进一步地，步骤(1)中溶剂为甲苯，高分子量丙烯酸树脂与甲苯的重量比为15:85。

采用上述技术方案后，本发明一种基于高分子丙烯酸树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法，具有以下有益效果：以尼龙织物为基布，高分子量丙烯酸酯共聚物织物整理液均匀涂布，制备高抗渗水性尼龙织物涂层，所得织物涂层的抗渗水性水柱高度超过2000mm。

附图说明

图1为本发明的高分子量丙烯酸酯共聚物的gpc图；

图2为空白织物的sem图；

图3为空白织物的另一sem图；

图4为本发明的高分子量丙烯酸酯共聚物整理液涂布后的尼龙织物涂层sem图；

图5为本发明的高分子量丙烯酸酯共聚物整理液涂布后的尼龙织物涂层的另一sem图；

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例1

本发明一种高分子量丙烯酸树脂的合成路线如下所示：

本发明一种高分子量丙烯酸树脂的原料包括：以重量份计，0.4份缚酸剂，0.5-4.5份的分散剂，0.22-1.76份的引发剂，16.9份丙烯酸丁酯，10.1份丙烯酸乙酯，2.9份丙烯腈，0.32份甲基丙烯酸羟乙酯，0.11份甲基丙烯酸羟丙酯，其余为水。

本实施例中，缚酸剂为nahco3；分散剂为pva混合物；引发剂为aibn。在制备过程中，pva混合物分两次加入，aibn分四次加入，丙烯酸丁酯分两次加入。

本发明一种高分子量丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤：

a、在装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气保护的250ml四口烧瓶中，按照一定的比例首先加入占pva混合物总量75％的pva混合物、nahco3调节反应体系ph为7.5-8.5、蒸馏水和占aibn总量34％的aibn，水浴加热至62℃，搅拌(搅拌速度200r/min)混合30min。

b、加入丙烯酸乙酯和占丙烯酸丁酯总量60％的丙烯酸丁酯，剩余的占丙烯酸丁酯总量40％丙烯酸丁酯与丙烯腈、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯混合均匀于滴液漏斗中，匀速(1d/2s)滴加反应。

c、提高搅拌速度(搅拌速度450r/min),反应1h后，再次加入占aibn总量26％的aibn继续反应。

d、1h后，升温至75℃，滴加剩余的占pva混合物总量25％的pva混合物，再加入占aibn总量27％的aibn反应1h后继续加入剩余的占aibn总量13％的aibn反应3h。

e、结束反应后加入30ml95％vol乙醇，继续搅拌至室温，过滤，蒸馏水洗涤，真空干燥得丙烯酸酯共聚物。

本发明制备的产物高分子量丙烯酸酯共聚物的相对分子量(见图1所示)，该丙烯酸酯共聚物的数均分子量重均分子量尖峰分子量mp＝1.28×10⁶，相比张力等人制备的丙烯酸酯共聚物的分子量，本发明的产物高分子量丙烯酸酯共聚物的分子量高出一个数量级(张力等：高分子材料科学与工程,2000,16(3):82-84.)。

本发明一种基于上述高分子量丙烯酸树脂的高抗渗水性尼龙织物涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照一定的工艺配比，将15重量份的高分子量丙烯酸树脂和85重量份的甲苯加入到三口烧瓶中，加热，搅拌分散均匀，制得丙烯酸树脂涂层整理液；

(2)将熨烫平整的尼龙织物固定在针板上，利用旋钮调节织物的张力，使织物两侧的张力均匀；

(3)将固定有尼龙织物的针板固定在涂层机的支架上，装上刮刀，缓慢匀速的拉动刮刀架，将配制好的丙烯酸树脂涂层整理液均匀的涂在针板上的尼龙织物上；

(4)150℃下烘焙5min，使甲苯(即溶剂)挥发，制得织物涂层。

本发明制备的织物涂层抗渗水性水柱高度超过2000mm，远远满足美国军用标准中防水产品的耐水压(1395mm)和日本自卫队雨衣的耐水压(1400mm)的要求。该方法设备要求简单，过程简单可控，重复性好，所得织物非常适用于防水雨衣和户外帐篷等。

现对织物涂层进行性能测试

空白织物的sem图如图2和图3所示，由图上可见，空白织物的经线和纬线较为规则的纵向排列，线线间依然存在细小的空间，在经线和纬线纵向交错的十字岔口存在较大的矩形空间，这些大大小小的空间影响着织物的抗渗水性能的好坏。这刚好解释了空白织物差的抗渗水性。

本发明制备的高分子量丙烯酸树脂共聚物，并涂布于织物表面的sem图如图4和图5所示，从图上发现，涂层质量非常好，无任何瑕疵，丙烯酸酯共聚物完美的覆盖在织物表面，同时填充了织物线线间的空隙，大大提高了织物的抗渗水性，应证了高分子量丙烯酸酯共聚物织物涂层水柱高度为何超过2000mm。

上述实施例和附图并非限定本发明的制备方法，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。