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聚丙烯酸酯(PA)具有良好的耐水性、耐候性及良好的机械性能,但其热粘冷脆、耐磨损性差。聚氨酯(PU)具有良好的柔韧性、耐低温和耐磨性等,但其耐水性不佳,强度低等。根据聚氨酯和聚丙烯酸酯的优缺点,可以将丙烯酸酯和聚氨酯结合,制备丙烯酸酯改性的聚氨酯乳液,使两者的优缺点进行互补,制备出具有两者优点的聚丙烯酸酯聚氨酯乳液。根据丙烯酸酯改性聚氨酯的研究现状,由于丙烯酸酯转化率低,也为了使涂膜耐水性及机械性能更好,本文在聚合体系中引入烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。本文分为两部分,一是制备聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液,二是将制备的乳液配置成水性清漆,并采用水性清漆性能测试对此清漆进行表征。本文以聚己内酯二元醇(PCL),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),2,2-二羟甲基丁酸(DMBA),甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液(WPUA),通过向WPUA中引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和可聚合乳化剂烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS),合成了稳定性好,固含量约为43%的可聚合乳化剂作用下的环氧改性水性聚氨酯/丙烯酸酯(EPUAS)复合乳液,采用傅立叶红外光谱仪(IR),透射电镜(TEM),全自动X射线衍射仪(XRD),热重分析(TGA),原子力显微镜(AFM)等对改性前后的乳液和涂膜结构进行了表征,探讨了PA,GMA及AHPS在不同含量下对乳液及其涂膜性能的影响,并将乳液配成水性清漆,并采用水性清漆性能测试对此清漆进行表征。研究结果表明:(1)IR分析表明GMA的环氧基和羟基都参与了反应,AHPS成功的以化学键的方式结合到聚合物中,TEM表明EPUAS乳液具有核-壳型结构,XRD表明GMA和WPUA发生了交联,TGA表明,随着PA,GMA及AHPS含量的提高,胶膜的热稳定性提高,AFM相图表明,随着GMA含量的增加,胶膜表面的“沟壑”明显减少,胶膜表面平整光滑,乳液和涂膜性能测试结果表明在PA质量分数为30%,GMA质量分数为丙烯酸单体(PA)质量的4%,AHPS质量分数为丙烯酸单体质量的2%时,乳液和涂膜的固含量、耐水性、硬度及机械性能等得到改善,并且清漆检测结果符合标准,可用于外墙涂料上。(2)随着PA含量从0到40%,复合乳液的粒径是逐渐增大的,玻璃化转变温度随着PA含量的增加是逐渐升高的,拉伸强度逐渐增强,断裂伸长率逐渐减小,耐水耐溶剂性逐渐增强,硬度逐渐变大,但当PA含量为40%时,乳液不稳定,在PA含量为30%时,WPUA乳液及其胶膜的性能达到最佳。(3)当ω(PA)=30%,ω(AHPS)=0时,随着GMA含量从0增加到5%,GMA含量的增加,胶膜的力学性能,交联度,热稳定性逐渐增大,乳液的粒径逐渐增大,Zeta电位绝对值先减小后增加,耐溶剂性先增加后减小,而乳液在GMA为5%时,贮存稳定性下降,在GMA含量为4%时,聚合物性能达到最佳。(4)当ω(PA)=30%,ω(GMA)=4%时,随着AHPS含量从0增加到5%,AHPS的加入可以提高乳液的转化率和固含量,但AHPS含量过高,则会造成吸水性太高,由检测结果可知,在AHPS含量为2%时,各项检测结果都比较好,制得的乳液稳定且固含量高,乳液的其他性能也比较优异,涂膜的吸水性,耐热性能最佳。(5)将制备复合乳液配制成水性清漆,并采用水性漆性能测试对次清漆的性能进行了表征,结果表明,在ω(PA)=30%、ω(GMA)=4%、ω(AHPS)=2%时,所制得的水性清漆的铅笔硬度,耐冲击性能,柔韧性能,附着力,光泽度,耐磨性,耐失光都达到了标准,可以作为外墙涂料进行应用。