高品质低成本外墙涂料的研制

论文摘要

本课题基于当前水性建筑外墙涂料实际使用中存在的主要问题——褪色、保色性差;脱落、掉粉现象以及涂料的价格居高不下等进行了调研及分析,并提出了实际有效的改善方法,研究制备了一种高品质低成本的外墙涂料。首先,针对涂料褪色、保色性差主要是由于太阳光中紫外线的破坏作用,提出了在涂料中添加多功能助剂的方法。论文中采用单滴法制备了多功能助剂镁铝水滑石,通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射及紫外光谱分析等分析手段探讨了不同制备条件下镁铝水滑石的性能,并确定了最佳制备条件。实验结果显示,采用单滴法制备镁铝水滑石的最佳条件为镁、铝的物质的量之比为3,反应温度为70℃,老化时间为6小时。此条件制备的镁铝水滑石具有良好的结晶度及结构规整度,同时还兼具对短波紫外线很强的吸收性。研究还发现,镁铝水滑石与纳米二氧化钛复合使用能使涂料在整个紫外光区具有良好的耐紫外线性。其次,提出了以氧化-还原引发体系在室温下制备苯丙乳液的方法,降低了反应温度,节约成本的同时还达到了环保的目的。研究表明,以氧化-还原引发剂制备苯丙乳液的最佳条件为氧化型与还原型物质的量之比为1.5:1,引发剂添加量为1.1%;软硬单体St/BA+MA质量比为0.9:1,MA/BA质量比为1:9,内交联改性剂AA添加量为1.35%;乳化剂OP-10用量为1.5%。最后,提出了以苯丙乳液与无机物硅溶胶冷拼复合的方法来提高涂膜的附着力,解决了涂料脱落、掉粉等由于乳液附着力差引起的缺陷。通过研究不同配方下涂料的性能变化确定了苯丙乳液与硅溶胶复合的最佳质量比为6:4,涂料的最佳颜基比为2.5,多功能助剂镁铝水滑石的最佳添加量为3%。并且,镁铝水滑石的加入还能使涂料具有优良的阻燃性能。此外,通过与市售外墙涂料的比较,证明该法制备的外墙涂料具有更高的性价比,具有很好的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪言
• 第一章 多功能助剂镁铝水滑石的制备与表征
• 1.1 水滑石概述
• 1.1.1 水滑石的组成与结构
• 1.1.2 水滑石的性能
• 1.1.3 水滑石的应用
• 1.1.4 水滑石的常用合成方法
• 1.1.5 本实验的目的
• 1.2 实验部分
• 1.2.1 实验试剂与仪器
• 1.2.2 实验装置与操作
• 1.2.3 材料表征方法
• 1.3 结果与讨论
• 1.3.1 Mg/Al 比对水滑石的影响
• 1.3.2 老化时间对水滑石的影响
• 1.3.3 反应温度对水滑石的影响
• 1.3.4 Mg-Al 水滑石的红外表征
• 1.3.5 Mg-Al 水滑石的扫描电镜分析
• 1.4 本章小结
• 第二章 低成本乳液的合成
• 2.1 苯丙乳液简介
• 2.1.1 苯丙乳液的应用
• 2.1.2 苯丙乳液的合成方法
• 2.1.3 乳液聚合过程
• 2.1.4 苯丙乳液合成的引发体系
• 2.1.5 常用的氧化—还原引发体系
• 2.1.6 实验研究的目的和意义
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及仪器
• 2.2.2 装置与操作
• 2.2.3 苯丙乳液的性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 单体配比对苯丙乳液的影响
• 2.3.2 氧化—还原引发剂用量对苯丙乳液的影响
• 2.3.3 氧化型与还原型配比的影响
• 2.3.4 乳化剂用量对聚合反应及苯丙乳液性能的影响
• 2.3.5 苯丙乳液的综合性能测试
• 2.4 本章小结
• 第三章 高品质水性外墙涂料的制备
• 3.1 外墙涂料简介
• 3.1.1 外墙涂料
• 3.1.2 水性涂料的组成及发展概况
• 3.1.3 乳液型涂料简介
• 3.1.4 苯丙乳液外墙涂料
• 3.1.5 硅溶胶简介
• 3.1.6 实验研究的目的和意义
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原材料及仪器
• 3.2.2 试验装置与操作
• 3.2.3 涂料性能的测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 苯丙乳液与硅溶胶的复合
• 3.3.2 复合乳液添加量对涂料性能的影响
• 3.3.3 水滑石对涂料性能的影响
• 3.3.4 外墙涂料的综合性能测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 技术经济分析
• 4.1 外墙涂料的主要原料价格
• 4.2 自制涂料与同等价位的外墙涂料的性能对比
• 4.3 自制涂料与性能相近的外墙涂料的价格对比
• 第五章 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢