探索木器涂料用高固含量苯乙烯-丙烯酸酯微乳液的合成及其机理研究

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1、华南理工大学博士学位论文木器涂料用高固含量苯乙烯-丙烯酸酯微乳液的合成及其机理研究姓名：吴跃焕申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：杨卓如20030501摘要作为水性涂料代表的丙烯酸酯类乳胶涂料己在建筑内、外墙涂料中得到了广泛的应用。面在高挡拳器涂料中不见菇踪影，究其愿因是不戆潢怒高档本器涂科的低温成膜、高硬度、高光泽、透明度好、手感好、耐水谯优异的要求。为了形成可与有机溶剂型涂膜蛉致密度和光滑度相媲美鲍、可满足高档本器漆娶求的腔膜，对丙浠酸酯类乳液进行趟微粒予化．也就是帝4备乳化剂含量低、固含量高的苯丙聚台物微乳液势在必行。针对髫前普通乳液聚合所褥巍液的飘胶粒粒径大<200～500nm

2、)，而采用微乳液聚合法制备的聚合莉微乳液，乳化荆含量高、固含量低的现状(文献中聚台物／$L化剂最高比为8：1)，我{f]进行了以下几方嚣的研究：首先，用蒋通乳濮聚合法合成出乳化剂用量l一2％、单体含量50％，敝径35．6nm、多分散性0，l33，重均分子麓1．2x106、分布窄6．2，成膜性能好、光泽87，机械性能优异的纯丙微乳液。系统的研究了聚台工艺，乳化体系，引发剂弹类、搏攫及其添加顺滓，电瓣质瑁萋，温度，搅拌对巍液糨径及佼能的影响．对乳液的合成机理进行了探讨。该工艺稳定、容易放大、普通性强，为聚合物微乳液静合成开螽了一条新思路。然后，采用徽乳液聚合法合成出乳化剂用量2．5％、单体含量4

3、0％。粒径34．3nm、多分散性0．176，耋均分予蓬】，22×106、分布12．153，光泽80、机械性能好的的纯冈微乳液。考察了聚合工艺．乳化剂种类用爨，电解质用量，温度，搅j睾对魏滚粒经及往栽豹影响。或功螽亟将徽乳液聚合体系中聚合韵，嚣{乏裁豹配眈提高到l5：1，并对合成机理进行了探讨。聚合在相当于WinsorI型体系中进行，上层单体其趋储存痒豹作蠲，它在缓授揽箨静蘩韵下扩鼗送入o／w徽毳穗中，只要微乳液面上补加的单体不扰动微乳液，就不会产生粗粒子．因此蘩求缓慢搅拌，著严格控割渍鸯霾速度。噩乏法较之于普通巍滚聚合法，工艺要袋要苛掰许多。在对前面两种聚合方法对比的基础上，最后选择用普通乳

4、液聚合法来台成苯覆擞羲液。合成懑巍讫麓爱量1．5％、擎俸吉量50％，狡径30．5nm、多分散往0．176，熏均分子量8．086×105、分布8．255，光泽87、机械性能好的具有核／壳结构的苯嚣擞毳滚。搽游了苯乙矮曩塞、热入方式霹巍渡粒鬣及萁穗麓翁彰豌。苯乙烯在核／壳中的分配对乳液性能有较大的影响。对笨嚣鼗襞滚进行GPC涮定发袋：；l发翔滚爱热夫。分子量躐小；但魏夫到一定程度，分子量减小幅度下降：随精丙烯酸加入顺序的后移，分子量增大。考察了羲黢粒丈小、隶分挥发、戏貘漫浚怼徽嚣渡残骥遥程黪彩旗。巍滚豹华南理工大学工学博士学位论文成膜变形力随粒径的减小而增大．粒径越小，成膜性能越好；水在乳液的成

5、膜过程中起到了增塑剂的作用，聚合物的亲水性越大，水的塑化作用越强：成膜温度并非越高越好，否则分子链在空间构象上的物理缠绕程度减小，形成涂膜抵抗外力的能力下降。寡链高聚物由于分子链间的缠结密度较小和具有较高的构象能．因此成膜变形力大于相互穿透的多分子链聚合物。配制了从透明腻子、透明底漆到透明面漆的一整套苯丙微乳液木器涂料，涂层的主要性能指标均达到或超过国外同类产品的水平。关键词：木器涂料：纯丙微乳液；苯丙微乳液：最低成膜温度；粒径ABSTRACTAcrylatelatexeshavebeingusedwidelyinthebuildingsinterior＼exteriorpaintsindu

6、stryButtheyareseldomseenindecorativewood·coatingsindustrybecauseoffailuretOmeetwood—coatingneedssuchaslowfilm—formationtemperature，highhardness，glossandtransparency，goodhandleandexcellentwaterresistance．Itisnecessarytosynthesislatexwithultrafineparticlesize，andtOminimizetheemulsifiers’amountforhigh

7、water—resistanceandmaximizesolid—contentforplumy．However，mostofconventionallatexeshaveaparticlediameterofseveraIhundrednanometers，anduptOnovr，micro-latexespreparedbymicro-emulsionpolymerizationusuallyhavelo