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室温交联单组份丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

黄冠平  
【摘要】:单组份室温交联技术具有操作简单、成本较低﹑能耗小等优点,是改性热塑性树脂的重要手段,也是目前水性涂料研究的重点之一。本文通过粒子设计,优化乳液聚合工艺,合成了乙酰乙酰基/胺基和有机硅改性两种体系的室温交联核壳型丙烯酸酯乳液,用其制备了室温交联丙烯酸酯乳液涂料;以室温交联丙烯酸酯树脂为成膜基料,制备了水性室温交联金属闪光涂料。 采用预乳化半连续乳液聚合,通过甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)与丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、丙烯酰胺(AM)共聚,合成了核壳型丙烯酸酯乳液。研究了乳化剂用量、核壳间乳化剂用量比例、引发剂用量、单体配比、固化剂用量对乳液聚合和漆膜性能的影响,并用傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、激光粒度仪等现代分析手段进行了表征。结果表明当反应性乳化剂用量为3%,核、壳乳化剂用量之比为40/60,所合成的乳液成膜性良好,乳胶粒子粒径为100nm左右,且粒径分布窄;当AM、IBOMA、AAEM的用量分别为2%、8%和5%,固化剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)用量与AAEM等物质的量时,漆膜的综合性能较好,耐水性达到了37小时。 通过物理共混法和化学共聚法对丙烯酸酯乳液进行有机硅改性,对比了两种方法的改性效果。结果表明,采用纳米硅溶胶对丙烯酸酯乳液进行共混改性,乳液流变性能有所改善,流挂现象显著减少,漆膜的丰满度提高,当硅溶胶与丙烯酸酯乳液用量之比为8:100时,乳液稳定性和漆膜的综合性能较好;采用不同的有机硅单体,乙烯基三乙氧基硅烷(A151)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A174)共聚改性核壳型丙烯酸酯乳液,乳胶膜的玻璃化转变温度在17℃左右,乳液成膜性良好,A174对丙烯酸酯乳液性能的改性效果明显,当A174用量为10%时,漆膜的综合性能最好,耐水性达到110小时,吸水率为4.5%。 用有机硅改性的核壳型丙烯酸酯共聚乳液、水性铝粉和水性涂料助剂制备了金属闪光涂料,分析了流变控制剂醋酸丁酸纤维素(CAB)对金属闪光涂料贮存稳定性和漆膜光泽度的影响,发现当其用量为1.5%,铝粉颜料用量为20%时,金属闪光涂料的贮存稳定性较好,漆膜光泽度较高,综合性能较好。


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