木器涂料用苯丙微乳液的合成及其改性研究.pdf

1、水性丙烯酸酯乳膠漆在建筑涂料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而在木器涂料中研究應(yīng)用較少，主要原因是傳統(tǒng)丙烯酸酯乳液不能滿足木器涂料低成膜溫度、高硬度、高光澤度、良好的附著力及優(yōu)異的耐水性等要求。為了形成具有優(yōu)良性能可用于木器涂料的丙烯酸酯乳液涂膜，需要對傳統(tǒng)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性，以滿足木器涂料的特殊要求。本課題從“粒子設(shè)計”思想入手，選擇合適的單體，采用種子乳液聚合法制備出具有硬核軟殼結(jié)構(gòu)的苯丙微乳液，并對苯丙微乳液進(jìn)行改性。主要有以下方面的工作：

2、
　　 采用改進(jìn)的乳液聚合方法，核殼全滴加的方式加料，制備了粒徑為78.7nm，多分散系數(shù)(PDI)為0.059的苯丙核殼微乳液。以粒徑、附著力、硬度、吸水率和接觸角五個指標(biāo)為依據(jù)，系統(tǒng)研究了單體比例、乳化劑種類用量和比例、引發(fā)劑用量、聚合工藝、反應(yīng)溫度等因素對乳液及涂膜性能的影響，結(jié)果表明，軟硬單體比例為1/2，單體含量為45[％]，乳化劑Dow/NP-10為2/1，用量為體系的2[％]，引發(fā)劑用量為0.3[％]，反應(yīng)溫度為7

3、8℃，乳液具有良好的聚合穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，漆膜具有較好的吸水率、硬度、耐水性和接觸角。
　　 通過動態(tài)光散射(DLS)的原理測量不同反應(yīng)階段乳膠粒子的粒徑，結(jié)果表明聚合主要在膠束中進(jìn)行，單體在乳化劑及攪拌作用下進(jìn)入膠束，被膠束中的自由基捕捉成核。理論模型計算表明，兩階段乳膠粒子數(shù)目大致相當(dāng)，聚合物微乳液為核殼結(jié)構(gòu)，殼層階段沒有形成新的乳膠粒子。
　　 研究了AA加入方式對乳液粘度的影響，結(jié)果表明，AA主要在后期加入，羧

4、基會分布在聚合物鏈的表面，此時具有最大的堿增稠效果。
　　 通過FTIR、TEM等手段對聚合物粒子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，核殼全滴加法合成的苯丙微乳液具有核殼結(jié)構(gòu)，MMA、St、BA和AA四種單體實現(xiàn)了共聚，具有良好的附著力及硬度。
　　 為了進(jìn)一步提高苯丙微乳液膠膜耐水性、附著力和硬度，從兩個方面對苯丙微乳液進(jìn)行改性: 加入功能單體進(jìn)行交聯(lián)改性和引入反應(yīng)型乳化劑進(jìn)行微皂改性。NMA能使聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而改善漆

5、膜硬度和耐水性；有機硅A-172用量為20g時，涂膜吸水率降為2.84[％]，接觸角為76.5°；HPAA用量為10g時，涂膜附著力為1級，吸水率10.37[％]，粒度為74.8nm，乳液外觀半透明；乳液性能得到不同程度的改善；微皂乳液改性主要是通過反應(yīng)型乳化劑取代常規(guī)乳化劑，COPS-1用量為1.0g時，涂膜吸水率為13.61[％]。
　　 通過正交試驗對乳液配方進(jìn)行了優(yōu)化，得出最優(yōu)條件：NMA用量為1.0g、A-172用量為