水性聚倍半硅氧烷-丙烯酸酯有機無機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、粘合劑等領域廣泛應用，但其涂膜存在硬度低和耐水、耐溶劑差等缺點。在丙烯酸酯聚合物乳液中引入無機或具有無機結構的納米粒子，可結合有機部分和無機部分獨特的化學和物理性質，有望改善上述缺點。目前，開展有機無機丙烯酸酯乳液研究已成為一個重要的發(fā)展方向。
　　無機SiO2粒子常用于制備有機無機雜化乳液，引入方法有共混、原位聚合等方法，但制備過程中存在納米顆粒易團聚、雜化乳液成膜過程中易發(fā)生相分

2、離等現象，導致涂膜性能差等問題。本文制備了一種含有功能化基團的無機結構聚倍半硅氧烷粒子，在此基礎上制備了聚倍半硅氧烷/聚丙烯酸酯乳液(PSQ/PA)，并對其結構和性能進行表征。最后，在PSQ/PA制備基礎上，引入納米SiO2溶膠，制得了具有高硅含量的有機無機雜化乳液，對其性能進行了表征。
　　首先，以甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)為前驅體，采用溶膠凝膠法制備了具有無機結構的功能化PSQ納米粒子。通過考察溶膠凝膠過程中前驅體

3、濃度、乳化劑、催化劑、反應溫度等因素對反應穩(wěn)定性和PSQ粒子粒徑及其分布的影響，實現其粒徑的調控。采用傅立葉紅外光譜(FTIR)、透射電鏡(TEM)和動態(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構的PSQ/PA有機無機聚合物乳液，并進行表征。為考察功能化PSQ納米粒子在制備有機無機聚合物乳液無需進行表面改性的

4、優(yōu)勢，以無機siO2粒子為核出發(fā)制備二氧化硅/聚丙烯酸酯乳液(SiO2/PA)，對PSQ/PA和SiO2-PA兩種乳液粒子及其涂膜性能進行分析表征。結果發(fā)現，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，這些都歸于PSQ粒子與PA化學鍵合，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乳液基礎上，引入MPS，考察MPS添加量對乳液聚合穩(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有機無機雜化乳液，并制成涂膜?？疾炝斯枞苣z含量對雜化乳液涂膜硬性能的影響，結果表明: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％時達到最佳，PSQ/PAS涂膜無