IPN防锈乳液的合成及应用研究

论文摘要

丙烯酸酯乳液具有良好的粘附性、耐腐蚀性及耐候性,已成为涂料领域中的重要种类。本研究采用种子预乳化工艺,合成了一种具有互穿网络结构的丙烯酸酯乳液,采用不饱和有机硅单体改性丙烯酸酯乳液,提高了乳液的耐热、耐水性能。并以改性乳液制备了防锈涂料。采用种子预乳化工艺,将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、环氧树脂、功能单体等合成了丙烯酸酯乳液。通过正交实验优化乳液配方及工艺条件为:软单体占单体总质量的40%、乳化剂用量为3%、复合型乳化剂的阴非离子质量比为5:1,聚合温度为84℃、搅拌器转速260 r/min。为提高丙烯酸酯乳液耐热性、耐水性,采用γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷（A-174）对合成了丙烯酸酯乳液进行改性。实验表明,有机硅单体用量占单体的质量分数为5%时,合成的有机硅改性丙烯酸酯乳液综合性能较好。利用红外光谱、差示扫描量热、热失重、激光粒度仪测试、扫描电子显微镜及透射电镜等技术对丙烯酸酯乳液、有机硅改性丙烯酸酯乳液进行了表征。差示扫描结果表明,丙烯酸酯乳液只有一个玻璃化温度,形成了均相体系;热失重结果表明,丙烯酸酯乳液最大失重速率点温度为186℃,有机硅改性丙烯酸酯乳液最大失重速率点温度410.2℃,改性后的乳液的热稳定性提高很大;激光粒度仪测试表明丙烯酸酯乳液平均粒径为172.2nm,改性后的乳液平均粒径189.5nm;透射电镜测试表明,丙烯酸酯乳液、改性乳液均具有互穿网络核壳结构。实验表明:以改性乳液制备的防锈涂料,漆膜在30%H2SO4溶液、10%NaOH溶液、3.5%盐水中分别放置500h、500h、520h不起泡,不生锈,其结果表明制备的防锈涂料的耐酸、耐碱性较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 乳液聚合概述
• 1.2.1 乳液聚合特点
• 1.2.2 乳液聚合发展与现状
• 1.2.3 乳液聚合的机理
• 1.2.4 乳液聚合工艺
• 1.2.5 乳液聚合新技术
• 1.3 丙烯酸酯乳液发展现状
• 1.3.1 丙烯酸酯乳液概述
• 1.3.2 丙烯酸酯乳液聚合的改性
• 1.3.3 硅烷偶联剂作用机理
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验药品与仪器
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器及测试设备
• 2.2 乳液聚合工艺
• 2.3 测试及表征
• 2.3.1 乳液性能测试
• 2.3.2 乳液结构表征
• 2.3.3 涂料常规测试法
• 2.3.4 漆膜耐腐蚀性能测试法
• 第3章 丙烯酸酯乳液的合成与改性
• 3.1 乳液聚合因素
• 3.1.1 软硬单体
• 3.1.2 乳化剂
• 3.1.3 引发剂
• 3.1.4 pH 值调节剂和pH 缓冲剂
• 3.1.5 聚合温度
• 3.1.6 搅拌速度
• 3.2 正交实验
• 3.3 有机硅改性丙烯酸酯乳液
• 3.4 本章小结
• 第4章 乳液结构表征
• 4.1 红外光谱分析
• 4.2 激光粒度仪测试
• 4.3 差式扫描量热分析
• 4.4 热失重分析
• 4.5 扫描电子显微镜分析
• 4.6 透射电镜分析
• 4.7 反应机理的探讨
• 4.8 本章小结
• 第5章 防锈涂料的制备
• 5.1 防腐涂料制备工艺
• 5.2 防锈涂料配方设计
• 5.2.1 成膜物的选择
• 5.2.2 颜填料的优选
• 5.2.3 分散剂的选择
• 5.2.4 消泡剂的选择
• 5.2.5 增稠剂的选择
• 5.2.6 涂料配方确定
• 5.3 防锈涂料漆膜耐腐蚀性测试
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢