有机硅氟改性苯丙乳液的制备与应用研究

论文摘要

本文详细阐述了乳液聚合的特点、聚合条件和影响因素、乳液技术最新研究进展以及丙烯酸酯乳液型涂料的特点、用途和改性研究,并主要从有机硅、有机氟以及有机硅氟同时改性苯丙乳液三方面进行了研究。以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷为原料合成了有机硅共聚改性苯丙乳液,讨论了聚合工艺、聚合温度、硅单体加入量与加入方式及乳化剂用量和配比对乳液综合性能的影响,利用红外光谱和X射线衍射对共聚物的结构进行了表征。研究了有机硅对苯丙乳液的物理和化学改性,对二者的改性效果进行了比较,表明有机硅共聚乳液能更好的改善乳液的性能。得出有机硅改性苯丙乳液的较佳工艺条件为:采用预乳化法,复合乳化剂[m（OP-10）∶m（SDS）=5∶1～2∶1]的质量分数为3%～5%,乙烯基三乙氧基硅烷的质量分数为2%～6%,聚合温度75～80℃。在此条件合成的乳液稳定好,与普通苯丙乳液相比,乳胶膜的吸水率明显降低。对硅苯丙、苯丙乳胶涂料性能进行了初步研究,结果表明,硅苯丙涂料的耐水性、耐刷洗性和附着力性能大大优于苯丙乳胶涂料,可作为高档内外墙涂料使用。以壬基酚聚氧乙烯醚/十二烷基硫酸钠/非离子含氟乳化剂DF-10为复合乳化剂体系,采用半连续滴加工艺合成了有机氟改性苯丙乳液,通过红外光谱(IR和透射电子显微镜（TEM）对共聚物的结构和形态进行了表征,对乳液稳定性和影响单体转化率的因素进行了研究。讨论了含氟单体、氟碳表面活性剂用量对乳液综合性能的影响,确定含氟单体的质量分数为0.67%,DF-10的质量分数为1.35%。此改性方法的特点是:含氟单体用量少,成本低,当聚合温度75～80℃,反应时间4.5～5h,单体转化率达99.6%,乳液稳定性能好,吸水率最低可达6%。探讨了有机硅和有机氟同时对苯丙乳液进行改性,研究了有机氟硅改性剂种类及不同配比对乳液性能的影响,对乳液稳定性和聚合稳定性进行了研究,通过红外光谱（IR）和透射电子显微镜（TEM）等方法对共聚物的结构和形态进行了表征。结果表明,有机硅氟同时改性苯丙乳液,能更有效降低乳胶膜的吸水率,吸水率最低可达5.4%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 乳液聚合
• 1.1.1 乳液和乳液聚合的特点
• 1.1.2 乳液聚合的影响因素和条件
• 1.1.3 乳液聚合技术最新研究进展
• 1.2 乳液型丙烯酸酯涂料
• 1.2.1 特点
• 1.2.2 用途
• 1.2.3 改性丙烯酸酯乳液
• 1.3 本文立题思想
• 1.4 研究内容及创新性
• 第二章 有机硅改性苯丙乳液的制备及其性能研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料和仪器
• 2.2.2 硅苯丙共聚乳液的合成
• 2.2.3 硅烷偶联剂改性苯丙乳液的制备
• 2.2.4 性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 硅单体用量及加入方式对乳胶膜吸水率的影响
• 2.3.2 聚合工艺对乳液主要性能指标的影响
• 2.3.3 乳化剂用量及配比对乳液性能的影响
• 2.3.4 反应温度乳液性能的影响
• 2.3.5 反应时间对单体转化率的影响
• 2.3.6 硅烷偶联剂的类型对乳胶膜硬度和吸水率的影响
• 2.3.7 硅烷偶联剂的用量对乳液性能的影响
• 2.3.8 性能比较
• 2.3.9 红外光谱表征
• 2.3.10 乳胶粒形态
• 2.3.11 X射线衍射表征
• 2.4 结论
• 第三章 有机氟改性苯丙乳液的合成及其性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料和仪器
• 3.2.2 乳液共聚合
• 3.2.3 性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 红外光谱表征
• 3.3.2 氟碳表面活性剂用量对吸水率和界面张力的影响
• 3.3.3 含氟单体与氟碳表面活性剂配比对吸水率的影响
• 3.3.4 反应时间对单体转化率的影响
• 3.3.5 聚合温度对单体转化率的影响
• 3.3.6 改性乳液的稳定性
• 3.3.7 水用量的选择
• 3.3.8 接触角的测定
• 3.3.9 乳胶粒形态
• 3.4 结论
• 第四章 有机硅氟改性苯丙乳液的合成及其性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料和仪器
• 4.2.2 乳液共聚合
• 4.2.3 性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 改性单体对乳液性能的影响
• 4.3.2 氟硅不同配比对乳液性能的影响
• 4.3.3 有机氟种类对乳液性能的影响
• 4.3.4 改性乳液的稳定性
• 4.3.5 红外光谱表征
• 4.3.6 乳胶粒形态
• 4.4 结论
• 参考文献
• 在校期间发表的论文、科研成果等
• 致谢