納米SiO-,2--聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備與性能研究.pdf

1、以丙烯酸酯共聚物乳液為成膜物質(zhì)的水性涂料，不僅環(huán)保，而且具有優(yōu)異的耐戶外老化性、保光保色性、呼吸性以及對多種基材的粘接性能，在建筑、紙張、織物、家具等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，但其耐堿性和耐水性較差，且耐熱溫度低、蠕變大。無機-有機高分子納米復(fù)合材料綜合了有機高分子材料易加工和無機納米粉體高剛、高強及多種功能特性，發(fā)展前景廣闊。本文在反應(yīng)型乳化劑存在下，將可在水相水解生成納米二氧化硅的硅酸四乙酯與丙烯酸酯及乙烯基硅烷偶聯(lián)劑進行無皂乳液共聚合

2、，制備了納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，通過丙烯酸酯聚合物側(cè)鏈形成的潛在交聯(lián)點提高了丙烯酸酯共聚物膜的耐水性和硬度。主要工作如下：
　　 (1)以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)為原料，通過水解法制備了納米二氧化硅溶膠，考察了分散溶劑種類(乙醇、羥丙基纖維素、去離子水、環(huán)己烷和環(huán)己酮)及用量對二氧化硅溶膠分散性能的影響。結(jié)果表明：乙醇對溶膠的分散效果最好，所得二氧化硅溶膠的平均粒徑在80n

3、m左右，且均一度高。
　　 (2)以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸為單體，以烯丙基的特種醇醚硫酸鹽和丙烯基乙醚磺酸鈉鹽為反應(yīng)型乳化劑，將水解法制得的納米二氧化硅溶膠與丙烯酸酯單體進行無皂乳液聚合，考察了二氧化硅溶膠的加入量和加料方式對聚合穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明丙烯酸酯復(fù)合乳液的聚合穩(wěn)定性較差。
　　 (3)為提高復(fù)合乳液的聚合穩(wěn)定性，在反應(yīng)型乳化劑存在下，直接將正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A-174)與

4、丙烯酸酯單體進行無皂乳液聚合，通過原位水解法制備了穩(wěn)定的納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液?？疾炝斯杌衔镉昧考安煌杌衔镩g配比對乳液聚合穩(wěn)定性、乳液性能及乳膠膜的交聯(lián)度的影響。結(jié)果表明，當(dāng)硅化合物用量小于5％時，可制得穩(wěn)定的納米SiO2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，而且二氧化硅粒子引入丙烯酸酯聚合物側(cè)鏈形成潛在交聯(lián)點可協(xié)同提高丙烯酸酯共聚物的耐水性和硬度，應(yīng)用XRD表征了乳液中無機結(jié)晶態(tài)二氧化硅的存在。當(dāng)丙烯酸丁酯占單體總量的43％、甲基丙烯

5、酸甲酯占53％、丙烯酸占0.6％、反應(yīng)型乳化劑COPS-1占0.3％、NRS-100占0.65％、mTROS∶mA-174=4∶1，且TEOS和A-174總量占2％時，所制備的丙烯酸酯復(fù)合乳液乳膠粒平均粒徑為158nm，分散指數(shù)為0.005，最低成膜溫度14-18℃，乳膠膜交聯(lián)度82.0％，膠膜吸水率17.8％，涂膜硬度達到3H。
　　 (4)為提高丙烯酸酯共聚物復(fù)合乳液中的硅化合物含量，以進一步提高共聚物的耐水性和硬度，本文還