探析核壳结构叔碳酸酯—丙烯酸酯乳液的合成与研究

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1、武汉工程大学硕士学位论文核壳结构叔碳酸酯—丙烯酸酯乳液的合成与研究姓名：张艳丽申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：闫福安20080501摘要摘要随着全世界人们的环保意识不断增强，各国的环保法规日趋完善，目前涂料行业正在开发与研究各种环保型涂料，低VOC的水性涂料是目前该领域研究的热点。本课题研究了核壳结构叔丙乳液的合成、交联改性及其涂膜性能，旨在得到玻璃化温度较低且涂膜又有较高硬度的乳液。本论文利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、叔碳酸乙烯酯(Vv．-10)，甲基丙烯酸(MAA)等单体制备了均

2、相及核壳结构的丙烯酸酯乳液。通过实验确定了预乳化种子半连续法的聚合工艺，系统研究了单体的种类及配比、乳化剂的用量及配比、引发剂的用量、反应温度等因素对乳液及其涂膜性能的影响。通过红外光谱(FTIR)、可程式恒温恒湿试验箱、差示扫描量热计(DSC)、透射电镜(TEM)等对乳胶粒子进行表征，结果表明：叔丙乳胶粒子呈明显的核壳结构，有两个不同的玻璃化转变温度。核乳胶粒子平均粒径在65nm左右，核壳乳胶粒子粒径在100nm左右，且粒径分布较窄。引入硅烷偶联剂对核壳结构叔丙乳液进行交联改性，在原有工艺条件不变的基础上，考察

3、硅烷偶联剂的种类、用量及其添加方式对乳液及其涂膜性能的影响，发现在壳阶段聚合反应后期，将占单体量5％的有机硅单体与剩余的1／4壳单体预乳液混合后滴加，可以提高乳液的聚合稳定性，提高乳胶膜的耐水性、耐候性及对底材的附着力。利用种子半连续乳液聚合法，通过双丙酮丙烯酰胺(DAAM)与MMA、BA、VV-10和MAA等单体共聚，合成了带有酮羰基反应性基团的自交联核壳结构乳液，并在核层引入交联剂1,6．己二醇二丙烯酸酯(HDDA)或季戊四醇三丙烯酸酯(SR444)为制备半互穿网络聚合物乳液(semi—LIPN)。通过测量乳

4、液的成膜性能、涂膜的吸水率、硬度等性能来确定DAAM交联单体的用量，发现当其用量为4．5％时，乳液具有较好的耐水性，硬度达到2H。当核中引入1％的HDDA时，核聚合物网络的交联密度较大，涂膜的附着力下降。武汉工程大学硕士学位论文将有机氟单体与壳单体混合后预乳化滴加，合成了含氟核壳结构叔丙乳液，考察不同氟单体含量对涂膜性能的影响，并优化聚合物的Tg及含氟单体的用量获得拒水效果很好的乳液，涂膜的耐水性、耐碱性、耐溶剂性和自沽性均优于不含氟的乳液，其表面水接触角可达950左右。将核壳结构叔丙乳液(基体树脂)和助剂进行复

5、配，制备了封闭性能较好的水性漆，可用作木器封闭底漆。关键词：核壳结构叔丙乳液乳液聚合氟改性自交联AbstractWithpeople’moreandmorestrongawarenessofenvironmentconservation，nowtheregulationsaboutenvironmentalprotectionbecomemoreperfect．Exploitationandresearchonvarietiesofcoatingswithoutpollutionhavebeencardedout

6、inpaintfield，andaqueouscoatingwithlowvolatileorganiccomposition(voc)isahottopic．TheaimofthisdissertationistoobtainthefilmwithlowerTgtemperaturesandhigherhardnessbystudyingonsynthesis，crosslinkingmodificationandfilmperformanceofthecore。shellstructureofVV-10一ac

7、rylateemulsion．MMA，BA，VV-10andMAA，whichhavevinylestersmonomerwereusedtosynthesizethehomogeneousphaseandthecore-shellstructureacrylateemulsion．Thetechnologyofseededsemi—continousoperationwasfixedthroughoperation．Theeffectofmanyfactors，suchasthemonomertypeandit

8、sproportion，thecontentofemulsifieranditsmixtureratio，dosageofinitiatorandreactiontemperatureonemulsionanditspropertiesofpaintingfilm．AndtheemulsionparticlewascharacterizedbyusingFTIR，DSCa