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本课题主要针对乳胶漆干燥速度慢的问题,根据乳胶漆成膜机理,从成膜物质——乳液的角度出发来研究如何加快乳胶漆干燥速度。课题工作分为四部分内容:
1.乳液快干机理的研究:由特殊单体DMAEMA合成了水溶性氨基聚合物,实验发现,此水溶性氨基聚合物具有PH敏感性,随着体系PH值的变化,氨基官能团呈现不同结构,能促使阴离子乳胶粒快速聚结,从而加快阴离子乳液成膜干燥的速度。研究了水溶性氨基聚合物的用量对乳液干燥速度,乳胶膜耐水性的影响,并首次从乳液成膜驱动力的角度,提出了加快乳液干燥速度的机理。
2.基于上述快干机理,通过乳液聚合的方法,将特殊单体DMAEMA与MMA,BA,MAA共聚,制成表层带有氨基官能团的乳液,实验发现,此乳液具有PH敏感性,并揭示了乳液的PH敏感性有助于乳胶粒在成膜干燥过程中的聚结,从而加快干燥速度,提出了一条制备快干乳液的新思路。研究了不同乳化剂种类和用量,官能团单体DMAEMA用量,单体滴加速度,体系PH值等因素对乳液聚合稳定性和其它性能的影响,并仔细研究了DMAEMA用量对乳液干燥速度的影响。耐水性,钙离子稳定性,干燥时间,乳液的储存稳定性等指标显示:当DMAEMA添加量为3%时,乳液的干燥速度和其他综合性能达到最佳平衡。
3.由于氨基,环氧基和羧基可组成交联体系,将三种官能团单体GMA、MAA和DMAEMA分三阶段加入,制成壳层为氨基,中间层为羧基,核层为环氧基的核壳结构的室温自交联乳液。研究了各层官能团单体的比例,各层单体分率对乳液聚合和储存稳定性,交联密度的影响,以及壳层单体DMAEMA的含量对干燥速度的影响。结果显示:一方面壳层氨基仍具有PH敏感性,可加速乳胶粒子在成膜过程中的聚结;另一方面,氨基、羧基和环氧基在乳胶粒干燥过程中相互接触,通过交联作用,使乳胶膜在短时间内便显示较好的物理机械性能,满足快速干燥的要求。
4.通过对颜填料,分散剂,增稠剂等的精心选择,将上述PH敏感的核壳乳液制成乳胶漆,性能测试表明,此乳胶漆不仅具有快速干燥的性能,而且具有较好的耐水性,耐洗刷性、耐沾污性。