论文摘要
随着能源危机的迫近和保护环境意识的不断提高,建筑节能问题也越来越受到重视。外墙外保温是现阶段我国建筑墙体节能技术中普遍采用的方法,目前市场上的外墙外保温系统大多采用膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,而在该系统中外墙外保温砂浆是不可缺少的材料。外墙外保温砂浆系采用水泥、河砂或人工砂、进口聚合物粉末均匀配制而成,在外墙外保温体系中起到粘结聚苯板和墙体的作用,该砂浆具有粘结强度高,施工现场操作方便等特点。本实验的主要目的就是研究开发生产一种能够替代进口的可再分散乳胶粉。现在国产的可再分散聚合物乳胶粉主要是醋酸乙烯-乙烯（EVA）系列,其耐水性和耐碱性的不足,这限制其使用使用范围;也有采用常规的苯丙乳液制备胶粉,尽管其耐水性和粘结性较EVA乳液好,但因使用了乳化剂,使其生产成本较高,影响了其推广应用。基于此,本文选用耐水性和耐碱性良好的苯乙烯（ST）和丙烯酸丁酯（BA）为主要共聚单体,并加入少量的亲水性功能单体丙烯酸（AA）,在没有乳化剂的情况下制备乳液,再用喷雾干燥的方法制成胶粉。结果表明此胶粉的再分散液效果好,达到了应用于外墙外保温砂浆的要求。同时,在实验中利用PST/BA/AA接枝天然纳米管制备了纳米复合材料,认为其能提高乳胶粉的耐热性能。本文首先用无皂乳液聚合的方法制备了PST/BA/AA,探讨了油相水相比例、亲水性单体AA百分比、软单体BA百分比和保温时间等因素对乳液转化率、粘度和固含量的影响。结果表明:对于油相和水相的比例,当其为30∶100～40∶100时,乳液的转化率、粘度和固含量达到最大,分别为98%,0.17Pa·s和32%;对于亲水性单体AA,当其为13%时,乳液的转化率、粘度和固含量达到最大,分别为93%、0.2Pa·s和34%;对于软单体BA比例,当其为75%时,乳液的粘度和固含量达到最大,分别为0.2Pa·s和30.5%;对于保温时间,当其为2h时,乳液的固含量达到最大为31%。进而,最优其工艺条件为:油相和水相的比例为40∶100,13%的AA,75%的BA和2h保温时间。采用红外光谱和TEM对乳液的结构和形貌进行分析测试。结果表明:经过提纯后的乳液为PST/BA/AA的共聚物,而不是PBA、PAA和PST的共混物;PST/BA/AA无皂乳液聚合制得的乳胶粒子尺寸约是0.2μm。为了制得乳胶粉,对PST/BA/AA无皂乳液进行了喷雾干燥。喷雾干燥的工艺参数为:进口温度为200℃、出口温度85℃,进料800ml/h、通针频率60秒/次。制得的胶粉能在水中形成良好的再分散乳液。激光粒度分析仪的测试结果表明,其粒径分布区间为0～0.4μm,90%的粒径尺寸为0.30μm。为了提高乳胶粉的耐热性能,实验以无皂乳液聚合的方法制备了天然纳米管接枝聚合PST/BA/AA纳米复合材料。为了使天然纳米管参与聚合反应,先对其进了氨基化和双键化的表面改性。通过红外光谱图、1H NMR光谱、TEM、比表面积仪和TGA等测试手段对氨基化、双键化和聚合化的天然纳米管进行了表征。结果表明:天然纳米管接枝上了氨基、双键和PST/BA/AA,其接枝率分别为7.2%、16.5%和41.8%。另外,乳化剂实验表明,聚合化后的天然纳米管能在油包水体系中形成乳浊液,可以作为无机乳化剂。