聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯微观复合改性乳液的制备及性能与应用研究

论文题目: 聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯微观复合改性乳液的制备及性能与应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 化学工程

作者: 毛淑才

导师: 陈焕钦

关键词: 丙烯酸酯乳液,复合改性,外墙涂料

文献来源: 华南理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 建筑业的飞速发展和环境法规的出台令建筑水性涂料发展前景看好，虽然市面上建筑外墙涂料花样繁多，但中低档产品供大于求而中高档产品不足，所以开发高档、高性价比的乳液和涂料是当务之急。目前，对纯丙、硅丙乳液和相应涂料的研究已取得一定成果，但对含氟乳液和相应涂料的研究仍处于起步阶段。含氟涂料具有高耐候、耐擦洗、耐化学药品、耐沾污等性能，满足了许多领域的特殊要求而得到应用，把氟树脂与丙烯酸酯类树脂相结合，可以在性能上取长补短，制备兼具两者优异性能的新材料，在理论和应用上都具有重要意义。 国外已报导了几种制备含氟乳液的方法，但在国内由于存在这样或那样的问题而难以适用。本实验另辟蹊径，避开氟烯烃单体聚合的步骤，把工作定位于对工业品聚四氟乙烯(PTFE)分散液进行微观(乳胶粒内的)复合改性，生成的乳液介于粘合剂(binder)和填料(filler)之间，相当于把PTFE看作是填料，将之作粘合剂性能处理，即用丙烯酸酯对其进行改性，获得在功用上更偏向于粘合剂的乳液。本实验工艺相对简捷，成本不高，得到的乳液性能比纯丙乳液有较大的提升，特别是在耐候性和耐沾污性方面，且能够常温成膜，是一种新颖有效地制备含氟乳液的新方法。 研究工作主要包括以下内容： 以含氟乳化剂和非离子乳化剂OP-10复配制备纯丙乳液，乳液比一般方法制备的纯丙乳液具有更好的稳定性，外观亮泽饱满，各种性能优异。详细分析了采用复配乳化剂制备纯丙乳液和聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯复合改性乳液的工艺条件和原材料的选用依据，进行乳液聚合实验，制得了两种不同情况的微观复合改性乳液。 对得到的乳液产品进行表征、测试，设计了五种独立而又相辅相成的方法对实验设计思想进行求证，包括红外光谱法、透射电镜法、粒度分布法、小粒径外来种子聚合法、流变性变化法，各种结果表明设计思想是可行的。考察了乳胶粒的结构，并从宏观和微观两个方面探索了复合改性乳液的制备机理。 测试了产品乳液的各项性能，考察了初始种子用量、单体用量及比率、乳化剂用量、引发剂用量、反应温度等实验条件对产品乳液性能的影响；考察了影响聚合反应稳定性的因素。最终确定体系乳化剂用量为1.8％～1.9％；初始种子百分数为14％～18％；复合改性乳液的固含量确定在40％～50％之间；功能单体控制在单体总量的3％以下；制备二级种子时，单体对初始种子采用常规溶胀法；搅拌速度控制在120～250rpm，且搅拌速度应均一稳定；引发剂选用过硫酸氨，对

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 涂料与水性涂料

1.2 乳胶漆、乳液与建筑涂料

1.3 氟树脂涂料概况

1.3.1 简单氟单体结构与性能

1.3.2 改性氟树脂和涂料

1.4 乳液型含氟涂料

1.4.1 聚丙烯酸(酯)类乳液的特点

1.4.2 含氟丙烯酸酯单体与不含氟单体的共聚物

1.4.3 丙烯酸(酯)单体对含氟共聚物改性

1.4.4 相反转法制备的水性含氟乳液

1.5 含氟树脂涂料的独特性能

1.5.1 耐候性

1.5.2 耐沾污性

1.6 目前的理论研究与应用水平

1.7 乳液测试表征技术

1.8 本课题的背景、内容、意义和创新点

1.8.1 课题选择背景

1.8.2 课题设计目的

1.8.3 研究内容

1.8.4 创新之处

第二章 纯丙乳液和聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯 复合改性乳液的制备工艺条件选择

2.1 实验设计

2.1.1 聚合方法的选择

2.1.2 单体的选择

2.1.3 乳化体系的选择

2.1.4 引发剂的选择

2.1.5 温度控制和搅拌控制

2.1.6 特殊原料聚四氟乙烯分散液

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验装置

2.2.3 实验过程

2.3 本章小结

第三章 乳胶粒设计思想的求证和复合改性机理分析

3.1 FTIR图谱分析讨论—求证之一

3.1.1 不同纯丙乳液图谱的比较

3.1.2 纯丙、PTFE、复合改性乳液FTIR图谱分析比较

3.2 透射电镜图谱分析—求证之二

3.3 乳胶粒的粒径分析—求证之三

3.4 复合改性乳液MSC-2的制备及初步表征—求证之四

3.4.1 红外图谱分析

3.4.2 TEM图谱分析

3.5 乳胶粒结构形态和复合改性机理分析

3.5.1 热力学方法与复合聚合物胶粒模型预测

3.5.2 复合改性机理推测

3.6 本章小结

第四章 复合改性乳液性能测定及聚合体系稳定性分析

4.1 聚合物性能测试

4.1.1 聚合物乳液和涂膜性能的测试方法

4.1.2 测试结果

4.2 各因素对乳液性能和聚合稳定性的影响

4.2.1 乳化剂的影响

4.2.2 单体的影响

4.2.3 初始种子用量的影响

4.2.4 单体对初始种子的溶胀方式对反应体系稳定性的影响

4.2.5 其它因素对体系稳定性的影响

4.3 本章小结

第五章 乳液流变性与成膜性能研究

5.1 流变性的研究

5.1.1 流变性简介

5.1.2 室温流变性研究

5.1.3 粘度与温度的关系

5.1.4 流变性的影响因素

5.2 乳液的成膜性研究

5.2.1 乳液成膜机理简介

5.2.2 乳胶粒结构与成膜的关系

5.3 本章小结

第六章 涂料的研制

6.1 外墙涂料概述

6.2 建筑涂料的配方设计

6.2.1 原材料的选择

6.2.2 涂料配方设计所需的基本概念

6.3 实验

6.3.1 实验选用的原材料

6.3.2 实验仪器

6.3.3 涂料配制过程

6.3.4 涂料基本配方

6.4 结果与讨论

6.4.1 涂料性能分析测试

6.4.2 外墙涂层的拒水和透气性

6.4.3 涂层的耐沾污性

6.4.4 涂层的耐候性

6.5 本章小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

附录

发布时间: 2006-10-17

参考文献

• [1].含氟聚丙烯酸酯纳米复合乳液及其复合材料的制备与性能表征[D]. 田宝娟.河北大学2015
• [2].新型羟基聚丙烯酸酯及双组份水性聚氨酯涂料[D]. 孔霞.华南理工大学2010
• [3].聚丙烯酸酯水性涂料性质预测及耐水性多尺度建模[D]. 张海涛.吉林大学2010
• [4].有机—无机复合层包覆型铝颜料的制备及性能研究[D]. 高爱环.华南理工大学2010
• [5].聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D]. 张贵军.华南理工大学2010

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• [4].建筑乳胶涂料的研制及其分散、流变机理的研究[D]. 张东洋.华南理工大学2001
• [5].纤维素醚稳定的聚丙烯酸酯类乳液合成及其性能与应用研究[D]. 秦少雄.华南理工大学2006
• [6].含氟聚丙烯酸酯乳液合成及水性涂层耐水性的多尺度关联建模[D]. 陈正霞.吉林大学2007
• [7].高性能含氟乳液的合成及水性含氟涂料耐沾污性建模[D]. 崔学军.吉林大学2008

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