木器涂料用苯丙微乳液汇总.docVIP

一 木器涂料用苯丙微乳液的合成及其改性研究 丙烯酸脂乳液分析 好：成膜性、附着力、耐水性、耐溶剂性、耐候性、光学性、透明性 苯丙乳液（苯乙烯、丙烯酸类共聚） 好：成膜性、附着力、耐水性、耐溶剂性、耐候性、耐碱性、硬度、抗污性差：耐候性、成膜性、干燥性、流动性、硬度、附着力 功能单体改性、聚合方法改性 核壳乳液聚合 种子乳液聚合 无皂乳液聚合 互传网络聚合 微乳液聚合 粒径小而分布窄、微乳液粒子中只有几条（2~5）分子链、成膜性好、光泽度高、透明性好 项目 依据 单体 甲基丙烯酸甲酯(MMA) 丙烯酸丁酯(BA)苯乙烯(St) 丙烯酸(AA) Tg、竟聚率 乳化剂 壬基酚聚氧乙烯基醚(NP-10)DOW HLB、经验 引发剂 过硫酸钾(KPS) 聚合温度、半衰期 缓冲剂 碳酸氢钠(NaHCO3) 功能单体 有机硅有机氟环氧树脂N-羟甲基丙烯酰胺 耐高低温、耐紫外线、耐久性化学稳定性、耐腐蚀、抗氧化高强度、耐腐蚀、附着力强对基材的结合力 核壳乳液聚合 通过种子乳液聚合法制造核壳乳液，只有当壳单体的聚合完全发生在种子微粒子上时，才能形成核壳结构，否则，就会形成新的粒子，所制备的乳液中就会包含大量仅由壳单体聚合而成的微粒子，也就不能称其为核壳乳液。所以，聚合过程是否有新粒子产生是衡量能否制成核壳乳液的标准。我们可以通过计算反应体系中起始参与聚合的全部种子微粒子数量以及最终形成的核壳聚合物微粒子的总数，如果计算的结果是后者远大于前者，则说明产生了新粒子。 核层单体玻璃化温度高，壳层单体玻璃化温度低，乳液能在较低温度下成膜，成膜后硬核层连在一起，获得硬度高、综合性能好的涂层，从而提高乳胶膜的性能。 外观 观察法 TEM 图 苯丙微乳液乳胶粒子外观为球型，粒度分布均匀，具有比较明显的核壳结构，平均粒径50nm 苯丙微乳液的FTIR 谱图 甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸都参与了共聚 钙离子稳定性 按乳液：CaCl2溶液=1：4的比例，乳液中加入0.5%的CaCl2溶液，静置24小时，有无分层、漂油、絮凝现象。 凝胶率 反应结束后，用200目滤网过滤乳液，在120℃下烘干所滤出的固体，称量后按下式计算：凝胶率=干燥后的凝聚物质量/单体总质量×100%。 吸水率 涂膜干燥，称重,然后浸入去离子水中24 小时，取出用滤纸吸干表面水分，称量后按下式计算：吸水率=(吸水后膜质量-干膜质量)/干膜质量×100%。 单体转化率 聚合结束后取出适量乳液，加到装有适量对苯二酚阻聚剂的称量瓶中，在120℃烘干至恒重，用重量法测反应转化率，按下式计算：固含量=(烘干后瓶质量-空瓶质量)/乳液质量×100%转化率=(固含量×投料总质量－不挥发物质量)/单体总质量*100% 乳液粘度 室温条件下，使用Visco88型旋转粘度计测定，C30号转子，剪切速率为100s-1。 附着力的测定 使用QFD电动漆膜附着力试验仪进行测定。 硬度的测定 使用QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪进行测定。 涂膜接触角 采用液滴法，使用JC2000D 接触角及界面张力测量仪测定涂层的表面接触角。 乳胶粒子的粒度 样品稀释一定倍数，使用Nano ZS90 纳米粒度仪测定聚合物乳液粒径Z-Average Size和多分散系数PDI。 苯丙微乳液的TEM 图 软硬单体比 随着硬单体比例的增加，乳液的玻璃化温度逐渐升高，铅笔硬度由HB提高到2H，附着力下降，成膜助剂用量急剧增加。 本实验选择软硬单体比为1/2。 乳化剂的影响 Dow/NP-10 体系制得的乳液Ca2+稳定性好，涂膜吸水率较低，与水的接触角较大。 本实验最终选择Dow 和NP-10 复合乳化体系。 在性能满足要求的情况下，乳化剂用量力求越少越好 因此乳化剂用量确定为2%。 随着Dow/NP-10 比例的降低(即非离子型乳化剂比例的增加)，Ca2+稳定性明显提高，乳液外观变差，凝胶率增加，粒径逐渐增大。所以，增加非离子型乳化剂的比例，有助于提高化学稳定性，由于非离子型乳化剂乳化效果差，聚合稳定性降低，凝胶率增加，非离子型乳化剂形成的胶束大，会使粒度增加，乳液外观透明程度降低。 阴非离子之比选择2/1。 乳化剂浓度[S]越大，胶束数目Nm 越多，按胶束成核机理生产的乳胶粒数目Np 就越多，乳胶粒直径Dp 就越小。Np 越大，反应中心数目就越多，故聚合反应速率Rp 也越大。 单体/水比例的影响 预乳化阶段水用量越大，越容易预乳化，但这往往给第二阶段单体的预乳化造成困难，因为在配方总水量一定的情况下，若前阶段水的用量大，则后阶段的单体/水体积比就会增大，而使得预乳化液粘度大，造成滴加困难，滴加速度不能有效控