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水性丙烯酸酯乳胶漆在建筑涂料领域得到了广泛应用,而在木器涂料中研究应用较少,主要原因是传统丙烯酸酯乳液不能满足木器涂料低成膜温度、高硬度、高光泽度、良好的附着力及优异的耐水性等要求。为了形成具有优良性能可用于木器涂料的丙烯酸酯乳液涂膜,需要对传统丙烯酸酯乳液进行改性,以满足木器涂料的特殊要求。本课题从“粒子设计”思想入手,选择合适的单体,采用种子乳液聚合法制备出具有硬核软壳结构的苯丙微乳液,并对苯丙微乳液进行改性。主要有以下方面的工作:采用改进的乳液聚合方法,核壳全滴加的方式加料,制备了粒径为78.7nm,多分散系数(PDI)为0.059的苯丙核壳微乳液。以粒径、附着力、硬度、吸水率和接触角五个指标为依据,系统研究了单体比例、乳化剂种类用量和比例、引发剂用量、聚合工艺、反应温度等因素对乳液及涂膜性能的影响,结果表明,软硬单体比例为1/2,单体含量为45%,乳化剂Dow/NP-10为2/1,用量为体系的2%,引发剂用量为0.3%,反应温度为78℃,乳液具有良好的聚合稳定性和化学稳定性,漆膜具有较好的吸水率、硬度、耐水性和接触角。通过动态光散射(DLS)的原理测量不同反应阶段乳胶粒子的粒径,结果表明聚合主要在胶束中进行,单体在乳化剂及搅拌作用下进入胶束,被胶束中的自由基捕捉成核。理论模型计算表明,两阶段乳胶粒子数目大致相当,聚合物微乳液为核壳结构,壳层阶段没有形成新的乳胶粒子。研究了AA加入方式对乳液粘度的影响,结果表明,AA主要在后期加入,羧基会分布在聚合物链的表面,此时具有最大的碱增稠效果。通过FTIR、TEM等手段对聚合物粒子的结构进行了表征,结果表明,核壳全滴加法合成的苯丙微乳液具有核壳结构,MMA、St、BA和AA四种单体实现了共聚,具有良好的附着力及硬度。为了进一步提高苯丙微乳液胶膜耐水性、附着力和硬度,从两个方面对苯丙微乳液进行改性:加入功能单体进行交联改性和引入反应型乳化剂进行微皂改性。NMA能使聚合物发生交联反应,从而改善漆膜硬度和耐水性;有机硅A-172用量为20g时,涂膜吸水率降为2.84%,接触角为76.5°;HPAA用量为10g时,涂膜附着力为1级,吸水率10.37%,粒度为74.8nm,乳液外观半透明;乳液性能得到不同程度的改善;微皂乳液改性主要是通过反应型乳化剂取代常规乳化剂,COPS-1用量为1.0g时,涂膜吸水率为13.61%。通过正交试验对乳液配方进行了优化,得出最优条件:NMA用量为1.0g、A-172用量为20g、乳化剂用量为1.75%、HPAA用量为5g,涂膜附着力为1级,铅笔硬度2-3H,耐水性24h不发白。