论文部分内容阅读
空气湿度,无论对人们的身心健康、产品的生产,还是对物品的保护都具有重要意义。调湿材料不需要借助人工能源和机械设备,依靠自身吸放湿性能,感应并自动调节空气相对湿度,符合环保可持续发展的要求;将其制成调湿涂料,可实现对建筑空间的湿度控制调节。调湿涂料属于亲水性涂料,易吸水导致涂膜耐水性下降,因而要求成膜物质具有较高的耐水性和附着力。采用有机硅单体改性丙烯酸酯乳液,可得到超耐候性、高耐污染性、透气性,以及硬度、耐水性、附着力等性能优异的涂膜,符合调湿涂料使用。本文以制备复合调湿材料、硅丙乳液及其在调湿涂料中的应用为目标。通过调湿材料和调湿涂料的吸放湿特性实现对空间相对湿度的控制。首先,通过水溶液插层聚合法制得聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)-蒙脱土(P(AM/AMPS)-MMT)复合调湿材料。IR、XRD和SEM等表明,AM和AMPS在MMT片层间共聚合,并使之剥离;当P(AM/AMPS):MMT(质量比)=10时,插层效果明显。TGA表明,复合材料的热稳定性提高。分析了温度和湿度等环境因素对复合调湿材料在封闭空间的平衡含湿量和吸/放湿特性的影响;并确定工艺因素:反应温度60℃、P(AM/AMPS):MMT=10、引发剂用量为单体质量的0.5%时,所得调湿材料吸放湿性能最好。其次,以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主单体,γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为改性单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HAMA)为功能单体制备有机硅-丙烯酸酯共聚乳液。试验证实,采用预乳化种子微乳液聚合工艺,聚合温度80℃、搅拌速度190～200rpm,反应体系pH 6～7,有机硅单体与丙烯酸酯单体在反应过程中混合加入时,所得乳液粒径小,且聚合稳定性好。IR显示,有机硅链节有效的接枝到了聚丙烯酸酯主链上。TGA显示,在丙烯酸酯乳液中引入有机硅,耐热性能大大提高。当MMA:BA(质量比)为55:45,引发剂、乳化剂(非/阴离子乳化剂配比2:1)、HEMA和KH-570的用量分别为单体总量的0.4%、4%、4%和12%时,聚合体系稳定且胶膜的耐水性和附着力等性能优越。再次,以自制硅丙乳液为成膜物质,添加P(AM/AMPS)-MMT复合型调湿材料、颜料和其它助剂制备调湿涂料。当颜料基料比为2.5:1,复合调湿材料为涂料固料量17.6%时,调湿涂膜的亲水性和吸放湿性能较好,但附着力和耐水性下降。采用双层涂布工艺,以纯硅丙乳液为底漆,调湿涂层为面漆,可以得到亲水性、耐水性和附着力俱佳的双层调湿涂层。最后,对调湿涂料在封闭空间的调湿性能进行测试。结果表明调湿涂层可以在高湿环境下吸湿,以降低环境湿度;在低湿环境下放湿,提升环境湿度,从而达到调湿控湿的作用。