论文部分内容阅读
在现今这个崇尚资源节约、环境友好的社会,以水为分散介质的水性涂料成为各国争先开发的重点与全球人民关注的焦点。其中,有关丙烯酸酯/聚氨酯水性乳液的研究开发已有很多的报道,该乳液不但兼有聚丙烯酸酯和聚氨酯的优点,还同时具备高固含量、无污染、低成本、低能耗的特点。聚脲是第三代聚氨酯产品,性能也更加优异。利用聚脲取代聚氨酯制备的丙烯酸酯/聚脲水性乳液的性能也会更加优异,而有关这方面的报道却很少,应用也不多,但必将成为今后大家关注和研究的热点。本文就是在制备的丙烯酸酯/聚脲水性乳液中添加具有介孔结构的二氧化硅纳米粒子来制备具有良好保温隔热性的水性涂料,而这类功能水性涂料正是涂料的一种发展趋势。纳米复合材料是由两种或两种以上的固相,至少有一维是以纳米尺度(1~100nm)进行复合而成的。聚合物基无机纳米复合材料不同于一般的有机/无机纳米复合材料,它是将无机相和有机相在纳米至亚微米尺度内进行复合而不只是简单的加和,两相之间是以范德华力或氢键的方式结合在一起的。除此之外,无机纳米微粒具有的表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等使得纳米微粒具有特殊的物理和化学性质。有机/无机纳米复合材料具备常规聚合物所没有的的特殊结构、形态,具有更加优异的物理力学性能、热性能,光、电、磁及催化等优异性质,极大的拓展了纳米复合材料的应用领域。纳米复合材料被誉为“21世纪最有前途的材料”之一,众多材料研究者们开始对它进行不断的探索与研究。本文以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚胺D-2000为主要原料,首先制备含脲键的聚脲预聚物;此预聚物上未反应的异氰酸酯与含活泼氢的丙烯酸羟乙酯反应得到双键封端的聚脲交联大单体;并以此作为交联剂,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯作为功能单体,通过乳液聚合的方法得到聚脲/丙烯酸酯复合水性乳液。对涂膜的各项理化性能进行分析,采用FTIR、DSC、DMA等进行深入表征。本文以阳离子表面活性剂作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在碱性条件下合成二氧化硅纳米粒子。最后,采用高温煅烧和离子交换的方式除去模板剂得到具有特殊介孔结构的二氧化硅纳米粒子,并通过XRD、FESEM、TEM等对所得纳米粒子的结构、性能等进行表征。本文利用具有特殊结构的二氧化硅纳米粒子对聚脲/丙烯酸酯复合水性乳液进行改性,并对其保温隔热性能进行测试。最终确定具有最佳隔热性的水性涂料配方。对于实验中存在的问题和改进方向,也做了一定的思考和讨论,并对下一阶段的研究指明了方向。