功能性丙烯酸酯共聚物乳液的制備及其在調濕涂料中的應用.pdf

1、隨著科技發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對居住條件的安全性、舒適性的要求也越來越高。室內熱濕環(huán)境作為影響居住條件舒適性的一個關鍵因素已經受到人們一定關注。采用主動式方法實現(xiàn)室內濕度的調節(jié)，即空調技術。雖然效果明顯，但是需要消耗能源，而且成本較高，并且需要人為的維護、管理。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略考慮下，它并非解決的根本方法，而只能作為輔助手段來調節(jié)室內的熱濕環(huán)境。采用被動法進行濕度調節(jié)，利用可再生能源或材料的吸放濕特性調節(jié)濕度，無需任何人工能源，

2、是一種生態(tài)性調濕方法。調濕涂料是具有吸、放濕特性的功能涂料，它相比與一般的調濕材料而言，有效利用室內空間，但又不占用室內空間是它最大的優(yōu)勢，因此具有廣闊的市場利用前景。本課題組突破了傳統(tǒng)涂料中“涂層吸水性強，耐水性就差”的觀點，在保證涂料基本性能的前提下，提高涂層吸水性，成功制備水敏感呼吸型調濕涂料。其基本性能均達到合成乳液內墻涂料國家標準并且在小箱密封環(huán)境中表現(xiàn)出較好的調濕性能。
　　本文在課題組研究兩親性丙烯酸共聚物及調濕涂料

3、研究基礎上，按照成熟的調濕涂料制備工藝，批量制備調濕涂料，用于室內涂刷，考察在實際條件下的調濕性能。并以制備在室內環(huán)境中能自動調濕、性能良好的涂料為研究目標，在丙烯酸酯聚合物乳液制備過程中加入功能性單體，制備改性丙烯酸酯聚合物乳液，以其為功能性高分子成膜物，以無機多孔多層材料為顏填料，制備了具有調濕功能的內墻調濕涂料。論文分為以下幾部分。
　　首先，論文分兩部分綜述了目前調濕材料和調濕涂料的研究。闡述了目前調濕材料的種類、性能及其

4、優(yōu)缺點；評價調濕材料調濕特性指標的幾種觀點；調濕材料的測試標準及典型方法以及目前調濕涂料的種類及其優(yōu)缺點。
　　第二，首先將蘭州市作為北方地區(qū)的典型代表分析濕度的變化規(guī)律，對2011年一年時間內蘭州市溫濕度變化進行分析，找到室外濕度變化規(guī)律。其次，采用本課題組前期成熟的合成技術，批量制備了兩親丙烯酸無皂核殼乳液。以該乳液為成膜物，與具有調濕性的各種多孔填料（如：蒙脫土、硅藻土等）和如鈦白粉等顏料進行復合，批量制備了具有調濕性的呼吸

5、敏感涂料?；谠擃愅苛显谛⌒驼{濕實驗測試結果，然后將其對普通房屋內墻進行涂刷，考察它在實際利用中的調濕效果。結果表明，該種調濕涂料具有延緩室內濕度降低的功能。
　　第三，采用環(huán)氧改性丙烯酸酯的辦法，以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為改性單體，采用離子型/非離子復合乳化劑，制備了環(huán)氧-丙烯酸酯共聚物乳液。用傅里葉紅外光譜（FT-IR）、熱重分析（TG）和透射電鏡（TEM）對聚合物結構與熱穩(wěn)定性，粒子形貌進行了表征。最終得到了環(huán)氧-丙

6、烯酸酯共聚物乳液的最佳合成工藝。并以此丙烯酸酯共聚物為功能性高分子成膜物，以多孔層無機礦物為顏填料，制備了丙烯酸酯共聚物功能涂料。測定了其涂料基本性能，并考察了成膜物與涂料的吸水性、吸/放濕性能。結果表明：所制備的改性丙烯酸酯共聚物涂料的基本性能均達到合成乳液內墻涂料國家標準，并具有一定的調濕能力。
　　第四，為了進一步提高丙烯酸酯共聚物的親水吸水性，在聚合反應中加入甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)，制備了一種高吸水性環(huán)氧-丙烯

7、酸酯共聚物乳液?？疾炝斯δ軉误w用量、引發(fā)劑用量、乳化劑用量和反應溫度等參數(shù)對聚合物性能的影響。用傅里葉紅外光譜（FT-IR）和熱重分析（TG）透射電鏡（TEM）對聚合物結構與熱穩(wěn)定性，粒子形貌進行了表征。最終得到了最佳的聚合工藝。用該乳液復合多孔層無機礦物制備了調濕涂料，其基本性能達到合成乳液內墻涂料國家標準，并具有一定的調濕能力。
　　第五，采用無皂乳液聚合技術，通過對實驗引發(fā)劑、反應溫度、功能單體用量等參數(shù)的探索，最終得到了無

8、皂環(huán)氧-丙烯酸酯共聚物乳液的最佳合成工藝。并用TG、動態(tài)光散射（DLS）和透射電子顯微鏡（TEM）對所制備的環(huán)氧-丙烯酸酯共聚物的結構、熱穩(wěn)定性，以及乳液粒子的形態(tài)及其粒徑分布進行了表征。用該乳液復合多孔層無機礦物制備的調濕涂料，其基本性能達到合成乳液內墻涂料國家標準，并具有一定的調濕能力。
　　總之，通過對調濕涂料實際室內調濕能力的測試，證明該種調濕涂料具有延緩室內濕度發(fā)生劇烈，增大室內濕度的作用。所制備的三種環(huán)氧-丙烯酸酯共聚