水性塑料用羟基丙烯酸酯乳液的合成与性能研究
水性羟基丙烯酸树脂以其光泽度高，附着力好，耐化学品、耐候性好等的优异性能，其合成研究受到人们的广泛关注。在塑料涂料领域，以其替代传统的溶剂型树脂，也具有重要的环保价值。本论文通过后分散法和乳液聚合法等不同的聚合方法，对聚合组成和合成变量对产物结构和稳定性的影响开展了系统研究，并在此基础上，通过聚合物乳胶粒子的结构优化，合成了水性羟基丙烯酸酯乳液，其作为水性塑料涂料，应用于PVC塑料基材，表现出优异的性能。本论文的主要工作如下: 1、在反应温度为80℃下，以溶液聚合的方法，用丙二醇甲醚和异丙醇混合溶剂为介质，用AIBN为引发剂，通过MMA、BA、AA、HPMA等单体在溶液条件下共聚，再采用后分散法经胺中和成盐后在水中分散，得到了水性羟基丙烯酸酯分散体。用红外光谱仪和透射电镜对产物结构进行表征，并对合成条件对分散体的稳定性、粒径和粘度等的影响进行了研究。以后分散法制备的水性羟基丙烯酸酯分散体作为大分子乳化剂，与小分子乳化剂复合使用，可制得平均粒径在150nm以下，粘度较为适宜的水性丙烯酸酯乳液。 2、用种子半连续乳液聚合合成羟基丙烯酸酯乳液，以MMA、BA、EHA为主要单体，HPMA、HEMA为功能单体，系统研究了乳胶粒子结构设计、单体组成设计以及乳化剂等功能助剂对乳液合成及膜性能的影响，并以聚合物乳液合成原理为依据，对两步加料的加料比、“软硬”单体配比，羟基功能单体种类和用量，乳化剂种类与用量等进行了优化研究。用红外光谱仪和透射电镜对产物结构进行表征，系统研究了上述合成变量对粒径、凝胶率、贮存稳定性、附着力、硬度等对产物性能的影响。结果表明在两步加料法加料比为5∶5，第一步加料合成的聚合物设计玻璃化温度为70℃，HPMA用量为15％，乳化剂为2％的配方下制备的乳液最优。其粒径稳定在107nm左右，凝胶率低于1％。将其用于水性塑料涂料制备，加入固化剂并涂布后，在塑料基材附着力达到0级，耐湿擦性和耐揉搓性均十分优异，硬度达到3H，适应期可达20h。
水性涂料;羟基丙烯酸树脂;乳液聚合;塑料涂料
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
李效玉
2018
中文
TQ633
98
2018-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）