納米SiO-,2-改性核殼型氟碳乳液的制備及水性綠色涂料的性能研究.pdf

1、氟碳涂料由于氟碳鍵鍵能是化學(xué)鍵中之最，表面能低，分子鏈柔性大等特點(diǎn)而成為高耐候性、高耐沾污性建筑涂料的首選。但是由于近年來(lái)石化資源的價(jià)格上漲和人類生存環(huán)境狀況的惡化，減少對(duì)不可再生資源的浪費(fèi)，減少對(duì)人類生存環(huán)境的污染，大力開發(fā)環(huán)保涂料和高性能涂料已成為當(dāng)今世界涂料行業(yè)的迫在眉睫的發(fā)展方向。溶劑型氟碳涂料雖然有著很好的性能，但同時(shí)也存在很多的缺陷，例如容易浮色發(fā)花、常溫不易固化、在固化的過(guò)程中會(huì)釋放出揮發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境造成污染等從而限

2、制了其在涂料工業(yè)中的應(yīng)用。 水性涂料是一種以水為溶劑或分散介質(zhì)的環(huán)境友好型涂料，這種涂料具有污染少使用安全的優(yōu)點(diǎn)，隨著聚合技術(shù)的發(fā)展，水性涂料的性能可以和傳統(tǒng)的溶劑型涂料相媲美，因此越來(lái)越多的注意力在關(guān)注水性涂料。含氟丙烯酸酯是一類被廣泛使用的單體，利用該類單體和其他的丙烯酸酯類單體共聚而制備出性能和溶劑型氟碳涂料相當(dāng)?shù)耐苛?，已成為氟碳涂料發(fā)展的重要發(fā)展方向。納米材料由于其獨(dú)特的性能而引起更多學(xué)者的關(guān)注。在涂料中添加納米材料可以

3、獲得優(yōu)異的性能。水性涂料成為現(xiàn)代涂料的主流，其含有機(jī)溶劑很少，沒(méi)有污染，并且如何將納米材料分散均勻，發(fā)揮其優(yōu)異的特性是研究的熱點(diǎn)。 本論文制備了四種用于建筑涂料用的乳液，研究了這些乳液在制備過(guò)程中含氟丙烯酸酯單體用量、叔碳酸乙烯酯用量、含氟丙烯酸酯單體的加入方式、納米二氧化硅膠體的加入方式等對(duì)聚合反應(yīng)的影響，利用紅外、光電子能譜、透射電鏡、紫外等進(jìn)行了表征。 全文研究工作分五部分： 第一部分：國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

4、 綜述了水性氟碳涂料在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展過(guò)程、核殼乳液的概念、制備方法、原理、性能、應(yīng)用；水性氟碳乳液的研究進(jìn)展、水性氟碳乳液的制備方法、改性方法、性能及應(yīng)用，最后對(duì)水性氟碳乳液的發(fā)展方向作了展望。 第二部分：水分散體氟碳共聚乳液的研究 以叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯共聚制備了共聚乳液，并研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、乳化劑用量、乳化劑配比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)物料量等對(duì)聚合反應(yīng)的影響、利用紅外、紫外、高速離心、光電子能譜等進(jìn)行了表

5、征。研究了涂料固化過(guò)程中氟元素的遷移規(guī)律。 第三部分：水性氟碳微乳液的合成及研究 采用正戊醇為助乳化劑，利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸等共聚制備了共聚乳液，并研究了叔碳酸乙烯酯的用量對(duì)接觸角的影響、叔碳酸乙烯酯的用量對(duì)聚合穩(wěn)定性的影響、正戊醇用量對(duì)分子量的影響、正戊醇用量對(duì)分子量分布的影響、利用紅外、GPC、KrussK12型動(dòng)態(tài)表面能分析儀、。研究了微乳液形成的機(jī)理。 第四部分：納米SiO<,2>改性

6、核-殼結(jié)構(gòu)氟碳乳液的合成及研究 以納米SiO<,2>為核，利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸及其酯類單體等為殼，采用核殼聚合工藝制備了核殼結(jié)構(gòu)的氟碳乳液，并研究了納米Si02的用量、添加方式對(duì)聚合穩(wěn)定性的影響；含氟丙烯酸酯的用量、添加方式對(duì)聚合穩(wěn)定性的影響；乳化劑對(duì)聚合穩(wěn)定性的影響，利用紅外、JEM-100SX型 JEOL電子顯微鏡等進(jìn)行了表征。 第五部分：水性綠色環(huán)保涂料的制備研究 以納米SiO<,2>改

7、性核．殼結(jié)構(gòu)氟碳乳液為成膜物質(zhì)，顏、填料、助劑、去離子水等制備了建筑涂料并進(jìn)行了全項(xiàng)檢測(cè)，經(jīng)甘肅省涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢測(cè)，涂料所有性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，部分檢測(cè)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，未檢出揮發(fā)性有機(jī)化合物。 采用本論文的制備方法制備的涂料均以水為分散介質(zhì)，在涂料固化的過(guò)程中不會(huì)釋放出對(duì)環(huán)境和人體有害的揮發(fā)性有機(jī)化合物，符合綠色環(huán)保涂料的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)極大的保護(hù)了用戶和施工人員的身體健康，減少了對(duì)有機(jī)溶劑的浪費(fèi)，節(jié)約了能源。 以納