水性聚倍半硅氧烷-丙烯酸酯有機(jī)無(wú)機(jī)雜化乳液的制備與性能研究.pdf

1、丙烯酸酯聚合物乳液具有優(yōu)異的成膜性，在本性涂料、粘合劑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但其涂膜存在硬度低和耐水、耐溶劑差等缺點(diǎn)。在丙烯酸酯聚合物乳液中引入無(wú)機(jī)或具有無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)的納米粒子，可結(jié)合有機(jī)部分和無(wú)機(jī)部分獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，有望改善上述缺點(diǎn)。目前，開(kāi)展有機(jī)無(wú)機(jī)丙烯酸酯乳液研究已成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。
　　無(wú)機(jī)SiO2粒子常用于制備有機(jī)無(wú)機(jī)雜化乳液，引入方法有共混、原位聚合等方法，但制備過(guò)程中存在納米顆粒易團(tuán)聚、雜化乳液成膜過(guò)程中易發(fā)生相分

2、離等現(xiàn)象，導(dǎo)致涂膜性能差等問(wèn)題。本文制備了一種含有功能化基團(tuán)的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)聚倍半硅氧烷粒子，在此基礎(chǔ)上制備了聚倍半硅氧烷/聚丙烯酸酯乳液(PSQ/PA)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。最后，在PSQ/PA制備基礎(chǔ)上，引入納米SiO2溶膠，制得了具有高硅含量的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化乳液，對(duì)其性能進(jìn)行了表征。
　　首先，以甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)為前驅(qū)體，采用溶膠凝膠法制備了具有無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)的功能化PSQ納米粒子。通過(guò)考察溶膠凝膠過(guò)程中前驅(qū)體

3、濃度、乳化劑、催化劑、反應(yīng)溫度等因素對(duì)反應(yīng)穩(wěn)定性和PSQ粒子粒徑及其分布的影響，實(shí)現(xiàn)其粒徑的調(diào)控。采用傅立葉紅外光譜(FTIR)、透射電鏡(TEM)和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)等分析表明，制備的PSQ顆粒具有較窄的粒徑分布，制備過(guò)程穩(wěn)定性良好。
　　其次，以PSQ納米粒子為核，采用半連續(xù)種子乳液聚合法，制備了具有核殼粒子結(jié)構(gòu)的PSQ/PA有機(jī)無(wú)機(jī)聚合物乳液，并進(jìn)行表征。為考察功能化PSQ納米粒子在制備有機(jī)無(wú)機(jī)聚合物乳液無(wú)需進(jìn)行表面改性的

4、優(yōu)勢(shì)，以無(wú)機(jī)siO2粒子為核出發(fā)制備二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液(SiO2/PA)，對(duì)PSQ/PA和SiO2-PA兩種乳液粒子及其涂膜性能進(jìn)行分析表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與SiO2出發(fā)制備雜化乳液相比，PSQ/PA乳液納米粒子粒徑分布較窄，SiO2/PA乳液粒子呈雙峰分布;PSQ/PA涂膜在透光率、成膜性能以及熱穩(wěn)定性方面比SiO2/PA都要好，這些都?xì)w于PSQ粒子與PA化學(xué)鍵合，而SiO2/PA涂膜中，SiO2與PA之間作用力弱，容易發(fā)生相分離。

5、
　　最后，在制備的PSQ/PA乳液基礎(chǔ)上，引入MPS，考察MPS添加量對(duì)乳液聚合穩(wěn)定性及涂膜耐水等性能的影響。將硅溶膠(30wt％)與制得的PSQ/PA乳液直接共混，在共溶劑作用下制備高硅含量PSQ/PAS有機(jī)無(wú)機(jī)雜化乳液，并制成涂膜?？疾炝斯枞苣z含量對(duì)雜化乳液涂膜硬性能的影響，結(jié)果表明:涂膜硬度和熱穩(wěn)定性隨著硅溶膠含量增加而增加，但涂膜透明度則略有下降，雜化乳液涂膜的綜合性能在硅溶膠含量為50％時(shí)達(dá)到最佳，PSQ/PAS涂膜無(wú)