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丙烯酸酯乳液是一种重要的乳液品种,广泛应用于涂料、胶粘剂等领域,但丙烯酸乳液有“热粘冷脆”、不耐有机溶剂的缺点。有机硅改性丙烯酸乳液具有优良的成膜性能,是近年来研究的热点。 本文以丙烯酸酯类为主要单体,选择具有乙烯基的有机硅单体进行共聚改性。通过对乳液聚合的配方、工艺等方面研究制备有机硅改性丙烯酸乳液;并探索了细乳液聚合制备硅丙乳液。 论文探讨了聚合配方、聚合工艺和操作条件对乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)改性聚丙烯酸酯乳液的影响,得出最佳工艺条件:以40%的核预乳液做种子,采用预乳化、半连续滴加工艺,制备硅丙乳液聚合稳定性最佳。通过差示扫描分析仪(DSC)研究硅丙乳液的热性能,红外光谱仪(FT-IR)分析聚合物结构组成,结果表明:乙烯基硅氧烷通过水解、缩合形成Si-O-Si交联结构,提高了胶膜的耐水性、耐化学品性、附着力。 在以上工作的基础上,研究了以γ—甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米二氧化硅粒子的表面改性,SiO2无机纳米粒子含量、加入方式对乳液聚合稳定性的影响,并通过接枝反应将纳米SiO2复合到VTES/丙烯酸酯乳液中;最后以纳米SiO2/硅丙乳液为基料,制备得水乳型纸塑胶粘剂。小试结果表明,纳米SiO2、有机硅单体的加入能够明显改善胶粘剂的硬度、抗冲击、耐水性、耐溶剂性、耐低温性能等。 为了解决在VTES高用量时,传统乳液聚合硅丙乳液聚合稳定性差的情况,本文尝试以细乳液聚合法制备乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸脂共聚乳液,并通过FT-IR、TEM研究了细乳液的结构和粒子形态。结果表明:与传统乳液聚合相比,在VTES较高含量时,细乳液聚合的聚合稳定性明显优于传统乳液聚合,当VTES=15%(wt单体)时,细乳液聚合凝聚率(1.7%)仅为相同VTES用量下传统乳液聚合的凝聚率的1/2。