论文部分内容阅读
聚丙烯酸酯(PA)乳液当前在水性涂料领域应用广泛。以PA乳液作为成膜树脂,形成的漆膜透明性好、粘附性强,而热黏冷脆、耐水性和热稳定性差一直是它的缺点。本论文制备了一系列具有不同侧基的聚倍半硅氧烷(PSQ)乳液,并用种子乳液共聚等不同方法、制备了PSQ改性PA乳液,并系统研究了PSQ侧基结构、改性方法以及成膜条件等对改性乳胶膜性能的影响。PSQ有良好耐热性和疏水性,所制备的改性乳液可以在相对温和的条件下成膜,涂膜在硬度、热稳定性、耐水性方面性能优异,在水性涂料的领域有很好的应用前景。本论文主要研究内容如下：(1)通过有机硅氧烷前驱物在水相中水解和缩合,在仅有微量乳化剂、水、催化剂存在的情况下,制备了不同侧基的的聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)、聚苯基倍半硅氧烷(PPSQ)和聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)。通过控制所用的乳化剂或催化剂的量,可以得到的粒径可控,窄分布的PSQ乳液。并用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPTS)对PPSQ和PMSQ进行了表面修饰。(2)以表面带有可聚合双键的PSQ粒子为种子,用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主单体,通过种子半连续乳液共聚反应制备得到PSQ/PA核壳乳液,并用动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对核壳结构进行了表征。其结果表明,所得到的杂化乳胶粒子的形貌和尺寸受到PSQ粒子的尺寸和表面官能团的影响。在温和的条件下,上述核壳乳胶粒子能够形成连续的乳胶膜。复合乳液成膜后的性能随PSQ侧基的不同而有所差异,其中PPSQ和PMSQ复合乳胶膜的硬度、吸水率、热稳定性等性能显著优于未改性乳液。(3)以PPSQ为模型粒子,从乳胶粒子形貌、稳定性以及乳胶膜性能等方面研究了对采用不同的工艺对PSQ改性丙烯酸酯乳液的影响进行了研究。结果表明,相对于Pickering乳液聚合和物理共混工艺,以种子乳液聚合法条件制备得到的PPSQ/PA和PA/PPSQ乳胶膜储能模量、硬度、耐水性性能最佳。