納米SiO2、氟硅改性丙烯酸乳液的合成.pdf

1、在乳液合成技術(shù)飛速發(fā)展的今天，乳液及其相關(guān)的一些油漆產(chǎn)品越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到我們生活的方方面面，這對(duì)乳液產(chǎn)品的性能和實(shí)際應(yīng)用要求也逐漸提高。丙烯酸酯類乳液作為乳液研究領(lǐng)域中的一個(gè)分支，具有成膜性能好、與基材附著力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是在高低溫環(huán)境中性能變差，且耐水耐污等性能不好。因此，開發(fā)新型丙烯酸酯類乳液是乳液研究領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究方向。
　　氟硅元素引入聚合反應(yīng)過(guò)程，水為分散介質(zhì)，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，設(shè)計(jì)合成一類新型的丙烯酸酯乳液。

2、創(chuàng)新點(diǎn)在于將納米SiO2和FM引入了聚合過(guò)程，通過(guò)合成工藝參數(shù)和涂膜性能的研究，優(yōu)化了合成工藝，獲得了綜合性能優(yōu)良的丙烯酸酯乳液。
　　先將納米SiO2在無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散，再選用硅烷偶聯(lián)劑(KH570)作為改性劑對(duì)納米SiO2進(jìn)行表面改性，然后在油溶性引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)、水溶性引發(fā)劑(AIBA)引發(fā)作用和交聯(lián)劑丙烯酸羥乙酯(HEA)的交聯(lián)作用下，與其它單體丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酰氧

3、乙基三甲基氯化銨(DMC)以及全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM)進(jìn)行聚合反應(yīng)，合成了氟硅改性丙烯酸酯無(wú)皂乳液。在條件實(shí)驗(yàn)中，采用單因素法對(duì)改性合成的原料配比和反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化篩選，使最終的合成的改性乳液產(chǎn)品具有更穩(wěn)定和更優(yōu)越的性能。然后采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、熱重和微商熱重分析（TGA和DTG）、差示掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射分析(XRD)、接觸角測(cè)量?jī)x、激光粒度分析儀測(cè)試(DLS)、掃描電子顯微鏡(SEM)和錐形量熱儀等

4、對(duì)改性乳液及其所成涂膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了測(cè)試分析。
　　分析及測(cè)試結(jié)果表明:
　　(1)納米SiO2、氟硅改性乳液的比較合理的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度80℃，共聚反應(yīng)時(shí)間7h，納米SiO2與無(wú)水乙醇的用量比為1∶100，改性劑硅烷偶聯(lián)劑(KH570)最佳用量為單體總質(zhì)量的1.97％，其余單體質(zhì)量比為m(BA)∶m(MMA)∶m(FM)∶m(DMC)∶m(HEA)=15.76∶31.04∶29.56∶20.69∶0.49，引發(fā)劑A

5、IBN和AIBA的最佳用量均為單體總質(zhì)量的0.69％，共溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)加入量與單體總量相等。
　　(2)當(dāng)Nano-SiO2和FM的加入量分別為單體總質(zhì)量的0.49％和29.56％時(shí)，改性后的聚合物乳液和乳膠膜各項(xiàng)性能達(dá)到最優(yōu):乳液均一穩(wěn)定，pH為7.2～7.7，呈半透明狀，;粒徑分布測(cè)試表明，多分散指數(shù)為0.132，乳膠粒子的平均粒徑為148.7nm;常溫下貯存穩(wěn)定性大于100d;乳液所成涂膜吸水率約為8％，