有機-無機水性復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/無機水性復合涂料運應而生，成為近些年來人們?nèi)找骊P注和研究的熱點。它將有機樹脂成膜性好、柔韌性高、底材附著力強的優(yōu)點和無機納米材料強度高、性能穩(wěn)定，功能多樣化的特點很好的綜合起來，賦予有機/無機復合涂層更加優(yōu)異的性能和多元化的功能，在合成材料領域具有廣闊的應用前景和商業(yè)價值。在此基礎上，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樹脂，介孔納米SiO2微球為無機材料的有機/無機水性復合涂料進行一系列的制備與應用研究。
　　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構中含有脲鍵(－NH－CO－NH－)的聚脲預聚物，然后用丙烯酸羥乙酯(HEA)作為封端劑，與此預聚物體系中殘留的的異氰酸酯(－NCO)基團反應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、胺法測定反應過程中NCO含量的變化情況，并采用FT-IR對合成的PU結構進行了表征。
　　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/丙烯酸樹脂水性復合乳液(WPUA)。在保持復合乳化劑用量為3％、蒸餾水用量為120%(占MMA和BA總

4、質量的百分數(shù))的相同條件下，采用正交試驗得出，當 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，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、電子萬能試驗機等一系列方法和手段進行相應的測試和表征。結果表明，隨著體系中PU含量的增加，乳

5、膠膜耐磨性增強、熱分解溫度提高，耐熱性增強，拉伸強度降低，斷裂伸長率變大。乳膠膜的可見光透過率在PU含量為8%時達到最高。
　　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，采用實驗室自制的介孔納米 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/無機水性復合涂料，對添加不同含量 SiO2材料制得的 SiO2/WPUA復合涂膜的透明度和可見光透過率進行表征，采用自制的隔熱性能測試裝置對SiO2/WPUA