（化学工程专业论文）有机硅改性醋丙乳液的合成及性能研究.pdfVIP

华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特另w ld l ：i 以标注引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律后果由本人承担。 储繇尹鞠 吼纱严年乡月z 尸日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 保密函在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“) 作者签名： 导师签名： 署诱魑。 i一 降粳玖 日期：办砰年占月c 乒日 日期：枷y 年6 月纠日 摘要 摘要 醋丙乳液性能优异，价格适中，使用方便，已经在建筑涂料领域及粘合剂等 行业得到广泛应用。醋丙乳液在建筑涂料领域主要作为中高档的内墙建筑涂料使 用。随着环境保护的进一步严格及使用要求的进一步提高，摸索与开发醋丙乳液 的新型聚合工艺，通过各种改性手段提高醋丙乳液的性能对于推动与提高我国建 筑涂料，尤其是内墙建筑涂料的生产和应用水平非常重要。 本文对醋丙乳液的聚合工艺进行了摸索与实验，探讨了单体量、乳化剂、引 发剂及聚合温度等相关因素对聚合反应及聚合物乳液性能的影响。采用种子乳液 聚合的方法开发了一种新型的无需保护胶的醋丙乳液聚合配方和工艺，并利用 d s c 、g p c 等对乳液结构和性能进行表征。测试结果表明此醋丙乳液稳定性好， 性能达到相关要求。 有机硅氧烷具有非常优异的性能，s i o 键键能大，具有优良的耐候、耐热、 保光性，同时有机硅表面能较低，不易积尘，具有抗沾污性能，有机硅改性可以 提高乳胶膜的耐水性、附着力等。采用有机硅氧烷改性传统乳液聚合物已经成为 一大发展方向。 本文采用有机硅氧烷a 1 7 l 改性醋丙乳液，将s i o 键的优异性能引入聚合物 乳液体系。在实验中采用氧化还原引发体系，使反应在较低温度下进行，抑制聚 合过程中硅氧烷的水解和缩聚，提高聚合稳定性并减少凝胶量。实验表明改性硅 氧烷的加入量以l 较为合适。测试了有机硅改性乳液的性能，测试结果表明改性 乳液的性能相比未改性乳液有较大的提高，尤其是耐水性和附着力。采用兀 一i r 、 d s c 及t e m 对乳液结构进行了表征，测试表明硅氧烷单体参与了共聚；改性共聚 物的玻璃化温度( t g ) 有一定的升高；乳胶颗粒变得不规整。 采用聚合而得的醋丙乳液及有机硅改性醋丙乳液配制乳胶漆，参照国家标准 测试了乳胶漆的性能，测试结果表明性能达到相关要求。 关键词：种子乳液聚合；醋丙乳液；氧化还原引发剂；有机硅改性。 华南理t 大学硕十学何论文 a b s t r a c t f o ri t sg o o dp r o p e r t i e s 、m o d e r a t ep r i c ea n dc o n v e n i e n ta p p l i c a t i o n ，p o l y 。v i n y l a c e t a t e b u t y la c r y l a t ee m u l s i o n h a sb e e nw i d e l yu s e di nt h ef i e l d so fc o n s t r u c t i v e c o a t i n g sa n da d h e s i v e s i nc o n s t r u c t i v ec o a t i n g s ，i t sm a i n l yu s e da s t h ef i l m f o r m i n g b a s ei nt h ed e v e l o p i n go fi n n e rw a l lc o a t i n g s w i t ht h ei n c r e a s e ds t r i n g e n c e o f e n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n a n dt h e i m p r o v e m e n to fa p p l i c a t i o nr e q u i r e m e n t s ，i t s i m p e r a t i v ef o ru st oe x p l o r ea n dd e v e l o pn e wk i n d so fp o l y m e r i z a t i o nt e c h n o l o g ya n d i m p r o v ee m u l s i o np r o p e r t i e st h r o u g hm o d i f i c a t i o n s i nt h i sw a y ，i tc a ni n c r e a s e o u r c o u n t r y sa p p l i c a t i o nl e v e lo fc o n s t r u c t i v ec o a t i n g s ，e s p e c i a l l yo fi n n e rw a l lc o a t i n g s t h et h e s i sh a se x p l o r e dt h ep o l y m e r i z a t i o nf o r m u l aa n dt e c h n o l o g yo fp v a c b a e m u l s i o n ，a n dt h ef a c t o r s ，w h i c hw o u l da f f e c tt h ep o l y m e r i z a t i o np r o c e s sa n dt h e p r o p e r t i e so ft h ee m u l s i o n ，s u c ha sm o n o m e ra m o u n ta n dr a t i o 、e m u l s i f i e r 、i n i t i a t o ra n d p o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r ew e r ed i s c u s s e d an o v e lk i n do fe m u l s i o n ，w h i c hw a s f r e e o fp r o t e c t i v ec o l l o i d ，w a ss y n t h e s i z e dt h r o u g hs e e de m u l s i o np o l y m e r i z a t i o n t h e p r o p e r t i e so ft h ee m u l s i o nw e r et e s t e d ，a n dt h es t r u c t u r ew a s c h a r a c t e r i z e db yd s ca n d g p c a l lt h et e s t i n gr e s u l t sh a ds h o w e dag o o de m u l s i o np r o p e r t y o r g a n o s i l o x a n eh a sar e p u t a t i o no fg o o dp r o p e r t y t h eb o n de n e r g yo fs i oi su p t o4 5 0 k j m o l ，i tg i v e so r g a n o s i l o x a n et h eg o o dw e a t h e rr e s i s t i n gp r o p e r t ya n dt h e r m a l s t a b i l i t y t h es u r f a c ee n e r g yo fo r g a n o s i l o x a n ei sv e r yl o w i nt h i sw a y ，i th a s a n e x c e l l e n tp r o p e r t yo fc o n t a m i n a t i o nr e s i s t a n c e t h ew a t e rr e s i s t a n c ea n da d h e s i o no f e m u l s i o nc a nb ei m p r o v e dt h r o u g ho r g a n o s i l o x a n em o d i f i c a t i o n i nt h et h e s i s ，o r g a n o s i l o x a n ea 一171w a su s e dt om o d i f yv i n y la c e t a t e b u t y l a c r y l a t e e m u l s i o n i no r d e rt oi n h a b i tt h eh y d r o l y z a t i o na n d c o n d e n s a t i o no f o r g a n o s i l i c o n ，i m p r o v et h ep o l y m e r i z a t i o ns t a b i l i t ya n dd e c r e a s et h eg e la m o u n t ，k p s a n dh s rr e d o xi n i t i a t o rw a su s e dt oi n i t i a t et h er e a c t i o na n dt h ep o l y m e r i z a t i o nc a n p r o c e d eu n d e rl o wt e m p e r a t u r e e x p e d m e n th a ss h o w nt h ea p p r o p r i a t ea m o u n to f o r g a n o s i l o x a n ei s 1 t h et e s t i n gr e s u l t so fm o d i f i e de m u l s i o np r o p e r t i e sh a v e i n d i c a t e da na p p a r e n ti m p r o v e m e n t 。e s p e c i a l l yw a t e r r e s i s t a n c ea n da d h e s i o n 丌i r 、 d s ca n dt e mw e r eu s e dt oc h a r a c t e r i z et h es t r u c t u r eo ft h ee m u l s i o np o l y m e r i t p r o v e dt h ep o l y m e r i z a t i o no fo r g a n o s i l i c o nw i t hv a ca n db a a n dt h e r ei sa ni n c r e a s e o ft ga n dd i s t o r t i o no fe m u l s i o np a r t i c l e l a t e xc o a t i n g sw i t hp v a c b aa n do r g a n o s i l o x a n e - m o d i f i e de m u l s i o nw e r e d e v e l o p e d t h ep r o p e r t i e so ft h ec o a t i n g sw e r et e s t e du s i n gt h en a t i o n a ls t a n d a r da sa n a b s t r a c t r e f e r e n c e t h et e s t i n gr e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ep r o p e r t i e sm e tt h er e q u i r e m e n t so f n a t i o n a ls t a n d a r d k e y w o r d s ：s e e de m u l s i o np o l y m e r i z a t i o n ；p v a c b ae m u l s i o n ；r e d o xi n i t i a t o r ； o 略a n o s i l o x a n e - m o d i f i c a t i o n i 华南理工大学硕十学位论文 璃化温度( ) 立叶变换红外光谱 射电子显微镜 差扫描量热分析 低成膜温度( ) 主要符号土； ：4 3 - - - 4 5 【4 l 】潘祖仁高分子化学 m 北京：化学工业出版社，1 9 9 5 【4 2 】何中为，孙争光，李盛彪，黄世强有机硅一醋酸乙烯酯复合乳液的合成，有 机硅材料 j ，2 0 0 1 ，1 5 ( 5 ) ：5 7 【4 3 】张心亚有机硅氧烷改性丙烯酸酯微乳液的合成及其性能与应用研究 d 广州： 华南理工大学博士论文，2 0 0 3 ：4 2 - - - 4 3 【4 4 】曹同玉，刘庆普，胡金生聚合物乳液合成原理、性能及应用 m 化学工业出 版社1 9 9 7 ：2 0 2 2 0 3 【4 5 】孔日胜郑武丙烯酸改性聚醋酸乙烯乳液的研究化学与粘合【j 】1 9 9 7 ， 3 ：1 4 0 1 4 1 4 6 张心亚，瞿金清等核一壳型有机硅改性丙烯酸酯乳液的研制涂料工业 j 2 0 0 2 ( 1 1 ) ：4 - 6 4 7 邱光鸿种子聚合在乳液聚合中的应用涂料工业 j ，1 9 9 6 ( 4 ) ：2 3 - - 一2 5 4 8 m i n gjc ，f r e ddo ，e r u crp s i l a n e si nh i g h s o l i d sc o a t i n g sa n dw a t e r b o r n e c o a t i n g s j o u r n a lo fc o a t i n g st e c h n o l o g y j 1 9 9 7 ，6 9 ( 8 7 0 ) ：4 3 - - 。51 4 9 刘敬芹，张力，朱志博，刘意建筑涂料用硅丙乳液的研究进展涂料工业【j 】， 2 0 0 2 3 ：2 1 2 3 5 0 r i c h a r dj e t c p o l y i n t 1 9 9 3 3 1 ( 4 ) ：3 5 7 - 3 7 5 5 1 丁正学，杨世芳鲁德平，周艳有机硅改性丙烯酸酯涂料印花胶粘剂德研制 粘接【j 】，2 0 0 1 ，2 2 ( 6 ) ：2 6 5 2 刘德峥有机硅油改性聚醋酸乙烯乳液的合成及性能，精细石油化工【j 】2 0 0 2 ， 5 ( 3 ) ：3 2 - 3 6 5 3 郑宝山王春鹏，安瑞杰，王石柱硅烷偶联剂改性p v a c 乳液胶粘剂的研制 河北化工【j 】1 9 9 8 ( 4 ) ：1 2 1 4 5 4 章继凯有机硅材料【m 】北京：中国物质出版社1 9 9 9 ：5 2 5 5 曹同玉，刘庆普，胡金生聚合物乳液合成原理、性能及应用 m 化学工业出 版社1 9 9 7 ：2 2 3 华南理1 二大学硕+ 学位论文 r 5 6 李耀伟，张冬好，穆合山，陈新建硅烷偶联剂改性醋丙乳液的研究现代涂料 与涂装【j 】2 0 0 2 ( 2 ) ：2 7 6 - - 2 8 5 7 杨建军，吴云庆，张建安等有机硅一丙烯酸酯共聚乳液的研究涂料工业【j 】， 2 0 0 2 ( 6 ) ：6 8 5 8 凌建雄改性硅丙乳液合成及高耐候外墙建筑乳胶涂料制备的研究【d 】广州： 华南理工大学博士论文，2 0 0 1 5 9 刘国杰，耿耀宗涂料应用科学与工艺学 m 北京：中国轻工业出版社， 1 9 9 4 ：5 1 0 5 1 2 6 0 王树强涂料工艺( 增订本，第三分册) 【m 】北京：化学工业出版社，1 9 9 6 ：6 0 - 8 0 6 1 b r o w nr fge ta 1 e f f e c to fp i g m e n tv o l u m ec o n c e n t r a t i o na n dl a t e xs i z eo n p i g m e