论文部分内容阅读
无机/有机杂化乳液具有价格低、使用安全、节省资源和能源、减少环境污染和公害等优点,已成为当前涂料行业的主要发展方向。针对此类乳液的合成稳定性等问题,本文以羟丙基甲基纤维素(HPMC)、碱性硅溶胶和丙烯酸类单体为原料,优化HPMC改性硅溶胶/聚丙烯酸酯杂化乳液的合成工艺,对影响乳液储存稳定性和Ca2+稳定性及乳液涂膜性能的因素进行研究。本文首先利用HPMC水溶液对硅溶胶进行表面改性,结合HPMC改性机理,探究了HPMC改性温度、与硅溶胶的配比、HPMC含量对硅溶胶外观及粒径的影响,并通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、纳米粒度等测试方法对粒子进行表征。结果表明当HPMC改性温度为41℃,HPMC与硅溶胶中Si O2质量比等于1:32,HPMC含量为改性体系总质量的0.15%时,可获得无色透明、平均粒径为50.2nm,状态相对稳定的改性硅溶胶。结合此改性工艺及配方,利用所得的HPMC改性硅溶胶与丙烯酸酯类单体,通过原位乳液聚合的方法,制备HPMC改性硅溶胶/聚丙烯酸酯杂化乳液,考察二氧化硅含量、固含量、单体比例及滴加方式、乳化剂种类及配比等因素对杂化乳液稳定性的影响。结果表明,当体系采用半连续法滴加单体,单体比例MMA:BA=2:1,复合乳化剂非阴比为1:2时,可获得二氧化硅含量为16%,固含量为35%,平均粒径为151nm、储存稳定性和Ca2+稳定性均良好的HPMC改性硅溶胶/聚丙烯酸酯杂化乳液。对比采用HPMC改性硅溶胶与未改性硅溶胶制备的二氧化硅/聚丙烯酸酯杂化乳液涂膜性能,发现硅溶胶的加入可以显著提高涂膜的硬度,HPMC的加入在Si O2表面形成吸附媒介层,使无机有机两相结合更加紧密,最终HPMC改性乳液能够达到硬度为5H,柔韧性为2mm,耐水性良好的涂膜性能。