【摘要】：目前,水性涂料已逐步取代了溶劑型涂料。水性木器涂料中常用的是丙烯酸樹脂,但是相對于溶劑型樹脂,常規(guī)的丙烯酸樹脂存在硬度低及耐水性差等缺點。本文利用粒子設(shè)計對丙烯酸樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,制備出硬核軟殼的核殼結(jié)構(gòu)型丙烯酸酯乳液,研究并完善高性能乳液的設(shè)計方法。接下來利用自交聯(lián)與納米硅溶膠共混兩種方式對核殼結(jié)構(gòu)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性,研究了改性后的乳液及其涂膜的性能、復(fù)合乳液的穩(wěn)定性以及乳膠膜的性能,研究結(jié)果可為制備性能優(yōu)異的聚丙烯酸酯乳液和水性涂料提供理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:(1)采用預(yù)乳化、半連續(xù)、種子乳液聚合法,制備出具有硬核軟殼的核殼型聚丙烯酸酯乳液。對核軟硬單體組成、殼軟硬單體組成及核殼比對核殼結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸酯乳液及其涂膜性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明核殼結(jié)構(gòu)的組成對乳液及其涂膜的性能有顯著的影響�？赏ㄟ^對其結(jié)構(gòu)組成的設(shè)計,制備出可室溫成膜且其涂膜性能較好的聚丙烯酸酯乳液。TEM表明,乳液膠粒具有明顯的核殼結(jié)構(gòu),同時涂膜熱機械性能表明,核和殼兩部分可共同調(diào)控其涂膜的機械性能。(2)自交聯(lián)改性,將雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)功能單體引入聚丙烯酸酯分子鏈中,并添加已二酸二酰肼(ADH)作為交聯(lián)劑,可制備出室溫自交聯(lián)型聚丙烯酸酯乳液。通過乳液穩(wěn)定性,凝膠率及其涂膜的吸水率、拉伸強度及斷裂伸長率、TG等指標(biāo),考察了 DAAM交聯(lián)單體的加入方式及其加入量對乳液穩(wěn)定性的影響,及DAAIM/ADH的配比對乳液及其涂膜性能的影響。結(jié)果表明:交聯(lián)單體DAAM在殼層加入,其交聯(lián)效率最高;當(dāng)其加入量大于5%時,乳液聚合過程凝膠率增長最快;DAAM-ADH的質(zhì)量配比為1:1時,其涂膜性能最佳;隨著DAAM-ADH體系的引入,其涂膜的拉伸性能、硬度及TG均上升。因此,自交聯(lián)改性很大程度上提升了乳液涂膜的性能。(3)硅溶膠共混改性,通過溶膠一凝膠法,制備出KH560和KH570硅溶膠。將所制得的硅溶膠與聚丙烯酸酯乳液進(jìn)行物理共混制備出納米硅溶膠改性聚丙烯酸酯的復(fù)合乳液,研究不同納米硅溶膠的摻雜量對其復(fù)合乳液穩(wěn)定性及其涂膜性能的影響。結(jié)果表明:隨著納米硅溶膠添加量的增加,KH570硅溶膠摻雜的復(fù)合乳液儲存穩(wěn)定性最差,當(dāng)其摻雜量超過3%,拉伸強度出現(xiàn)下降趨勢;KH560硅溶膠的摻雜,則大大提升了涂膜的拉伸強度,降低了涂膜的吸水率;兩種納米硅溶膠摻雜的聚丙烯酸酷涂膜的熱穩(wěn)定性均顯著提升。綜合分析,KH560納米硅溶膠作為聚丙烯酸酷的改性材料,其性能較好。
【圖文】：

２．３．１核殼聚丙烯酸酯乳液的制備逡逑乳液聚合過程是在配有機械攪拌器、溫度計、回流冷凝管和分液漏斗的５００ｍｌ四口逡逑燒瓶中進(jìn)行，通過恒溫水浴控制聚合反應(yīng)溫度。如圖２－２所示，采用兩段種子乳液聚合逡逑法合成聚丙烯酸酯乳液。設(shè)定不變量：引發(fā)劑過硫酸銨為０．５％，緩沖劑碳酸氫鈉為逡逑０．５％，丙烯酸（ＡＡ）和丙烯酸羥丙酯（ＨＰＭＡ）為功能單體，，分別為２％，１．５％。對其變量逡逑－８邋－逡逑

研宄核殼聚丙烯酸酯性能的研究做了前期準(zhǔn)備。逡逑２．４．１核殼聚丙烯酸醋乳液乳膠膜ＴＥＭ及ＤＬＳ分析逡逑在本研宄中，采用了預(yù)乳化兩階段饑餓態(tài)種子乳液聚合法制備核殼型乳液，如圖２－逡逑２所示。饑餓滴加法有利于第二階段單體在核乳膠粒表面發(fā)生聚合反應(yīng)，限制其聚合位逡逑置，可抑制二次單體的形成。逡逑■＿逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑（ｃ）邐（ｄ）逡逑圖２－３核殼聚丙烯酸酯乳液ＴＥＭ圖片（核殼比為５／５）逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋ＴＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ＣＳ邋ｌａｔｅｘ邋ｐａｒｔｉｃｌｅｓ邋（ｃｏｒｅ／ｓｈｅｌｌ邋ｒａｔｉｏ邋＝邋５／５）．逡逑圖２－３是饑餓滴加法制備的核殼型聚丙烯酸酯乳膠粒典型ＴＥＭ圖片。ＴＥＭ圖中，逡逑第一階段核聚合物相顏色較淺，而第二階段殼聚合物相顏色較深，這是由于殼部分是復(fù)逡逑合單體組成的，染色劑磷鎢酸對這兩種復(fù)合單體的親和性不同，染色觀察到的現(xiàn)象受結(jié)逡逑構(gòu)影響。采用磷鎢酸（ＰＴＡ）進(jìn)行漂浮染色，背景色為深色。在酸性條件下，ＰＴＡ主要逡逑與軟單體組成的部分有較大的親和性而顯深色？。圖２－３中，用酸性ＰＴＡ染色的乳膠粒逡逑中
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ637

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2664827