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本文采用原位乳液聚合方法合成了高二氧化硅含量,高无机/有机比聚丙烯酸酯/硅溶胶有机/无机复合乳液,研究了无机/有机比对复合乳液稳定性、复合乳液涂膜硬度、复合乳液涂膜耐水性等的影响。通过傅立叶红外光谱分析(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、动态激光散射粒度分析仪(DLS)、差示扫描量热分析(DSC)、热失重(TGA)等手段对复合粒子的微观结构进行了表征,并且在乳胶漆的应用上进行了探索。主要研究内容如下:
⑴研究了一系列无机/有机比对复合乳液及其涂膜性能的影响,发现乳液的储存稳定性随着体系的无机/有机比的增大而减小,而钙离子稳定性相反。涂膜的硬度、耐热性随无机/有机比的增大而增大,在一定范围内引入二氧化硅可以提高体系的耐水性。从综合因素考虑,体系的无机/有机比不应超过0.900
⑵经过透射电镜、傅立叶红外光谱等测试手段,分析得到复合乳液的乳胶粒子包含有二种核-壳包裹结构,其中含量较多的结构为:以SiO2粒子为壳,聚丙烯酸酯乳胶颗粒为核的核壳结构。核壳结构间存在化学键。复合乳液中除了核壳结构外,还有部分游离的二氧化硅粒子。通过动态激光散射粒度分析仪测试,可知乳液聚合得到的复合乳胶粒子尺寸在84~86nm之间,且粒径分布较窄。
⑶差示扫描量热分析显示,杂化复合乳液的可以降低玻璃化温度的,扩大了复合乳液的使用温度范围
⑷将制得的复合乳液应用于乳胶漆,涂料的性能测试显示,复合乳液乳胶漆在耐沾污性等方面较有优势,其潜在研究价值,有待对乳液性能和涂料配方的进一步研究。