有機(jī)-無機(jī)水性復(fù)合涂料的制備與研究.pdf

1、隨著資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，涂料的開發(fā)也逐步趨向高性能、高檔次、多功能以及綠色環(huán)保的方向發(fā)展，水性涂料特別是有機(jī)/無機(jī)水性復(fù)合涂料運(yùn)應(yīng)而生，成為近些年來人們?nèi)找骊P(guān)注和研究的熱點(diǎn)。它將有機(jī)樹脂成膜性好、柔韌性高、底材附著力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和無機(jī)納米材料強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定，功能多樣化的特點(diǎn)很好的綜合起來，賦予有機(jī)/無機(jī)復(fù)合涂層更加優(yōu)異的性能和多元化的功能，在合成材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，本課題主要圍繞以聚脲

2、改性的丙烯酸酯聚合物乳液為有機(jī)樹脂，介孔納米SiO2微球?yàn)闊o機(jī)材料的有機(jī)/無機(jī)水性復(fù)合涂料進(jìn)行一系列的制備與應(yīng)用研究。
　　本文首先以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚醚胺(D-2000)為原料，以丙酮為溶劑，采用溶液聚合法合成了分子結(jié)構(gòu)中含有脲鍵(－NH－CO－NH－)的聚脲預(yù)聚物，然后用丙烯酸羥乙酯(HEA)作為封端劑，與此預(yù)聚物體系中殘留的的異氰酸酯(－NCO)基團(tuán)反應(yīng)得到雙鍵封端的端丙烯酸酯基聚脲低聚物(PU)。通過二正丁

3、胺法測定反應(yīng)過程中NCO含量的變化情況，并采用FT-IR對合成的PU結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　然后以端丙烯酸酯基聚脲低聚物(PU)作為交聯(lián)劑，甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸正丁酯(BA)作為主要共聚單體，以SDS/OP-10為陰/非離子復(fù)合乳化劑，以NaHCO3為緩沖劑，以過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，通過乳液聚合的方法制備得到聚脲/丙烯酸樹脂水性復(fù)合乳液(WPUA)。在保持復(fù)合乳化劑用量為3％、蒸餾水用量為120%(占MMA和BA總

4、質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))的相同條件下，采用正交試驗(yàn)得出，當(dāng) w(NaHCO3)為0.65%、m(BA)/m(MMA)為0.98、w(K2S2O8)為0.5%、m(OP-10)/m(SDS)為2時(shí)，乳液聚合穩(wěn)定性最佳。研究了以不同添加量的PU作為交聯(lián)劑對合成的WPUA復(fù)合乳液以及乳膠膜性能的影響，并采用FTIR、TGA、DMA、TEM、DLS、UV-Vis、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等一系列方法和手段進(jìn)行相應(yīng)的測試和表征。結(jié)果表明，隨著體系中PU含量的增加，乳

5、膠膜耐磨性增強(qiáng)、熱分解溫度提高，耐熱性增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度降低，斷裂伸長率變大。乳膠膜的可見光透過率在PU含量為8%時(shí)達(dá)到最高。
　　最后選取性能優(yōu)異的WPUA乳液作為配制水性涂料的主要成膜物質(zhì)，采用實(shí)驗(yàn)室自制的介孔納米 SiO2材料作為隔熱填料，通過共混法制備具有隔熱功能的有機(jī)/無機(jī)水性復(fù)合涂料，對添加不同含量 SiO2材料制得的 SiO2/WPUA復(fù)合涂膜的透明度和可見光透過率進(jìn)行表征，采用自制的隔熱性能測試裝置對SiO2/WPUA