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丙烯酸酯乳液具有低溶剂性、低毒、使用安全等对环境友好等优点,其成膜物具有高光泽度以及良好的机械性能,被应用到各种高档涂料。本论文采用绿色环保、低能耗、对环境友好的水性聚氨酯以及乙烯基四配位硅改性丙烯酸酯乳液,对改性丙烯酸酯乳液进行了如下探究:(1)通过种子乳液聚合法,成功制备出具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。通过对其进行结构与性能测试,得出当丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)用量分别为40.50%、56.00%、2.30%、1.20%,乳化剂和引发剂用量分别为单体总量的1.40%、0.45%时,所得的丙烯酸酯乳液综合性能最好。(2)采用高活性的五配位硅钾化合物与3-溴丙烯反应,生成具有双键的乙烯基四配位硅,产率大于98%,然后与丙烯酸酯类单体聚合,得到具有双层核壳结构的改性乳液(SPA)。与纯丙乳液对比,硅改性的乳液膜在力学性能与热性能都有所提高,与空白样相比,当四配位硅的添加量为5%时,涂膜吸水率从19.64%降到9.23%,初始失重温度Td=314.00℃,与未改性相比提高了10℃。(3)采用羟基封端和双键封端的WPU和DWPU分别改性丙烯酸酯乳液得到PUA和DPUA乳液。结果表明,PUA乳液是多核的核壳结构乳胶粒子,改性乳液涂膜的柔韧性得到提高。其中PUA乳液在PTMG1000/总聚醚二醇为0.6、R=2.9、刚性链段含量为48%时,PUA乳液涂膜综合性能最好,此时涂膜吸水率为16.48%,初始失重温度Td=277.16℃,硬度为3 H,抗冲击强度为50 kg·cm;而DPUA乳液在R=1.9时性能最好,涂膜吸水率为17.34%,硬度为3 H,初始失重温度为268.62℃。(4)采用乙烯基四配位硅与WPU双重改性丙烯酸酯乳液,得到SPUA乳液,经过IR、SEM、TEM的表征与性能测试,结果表明乳液是核壳结构,当四配位硅含量为4%时,涂膜性能最好,涂膜的抗冲击强度、附着力、柔韧性都比空白样要好,涂膜硬度为3 H,吸水率为16.09%,初始失重温度为280.11℃,比未改性涂膜大约提高了15℃,具有良好的耐热性。(5)采用自由基聚合,将乙烯基四配位硅分别与甲基丙烯酸甲酯以及苯乙烯聚合,得到的两种共聚物VTMS和VTSS都具有良好热稳定性,其中VTMS和VTSS的初始失重温度分别为292.16℃和310.42℃,数均分子量分别为39472和647352。VTMS在二甲基亚砜中溶解,VTSS在丙酮中溶解,说明两者都是线性结构的聚合物。