1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

随着科技的发展和国民生活水平的提高,消费者对环保的认识越来越强,对身体健康也越来越重视,与此同时相关的环境保护的法规也日趋完善,节约能源,保护环境,已经成为世界涂料界所面临的重要问题。环境污染日趋恶化,溶剂型涂料在涂膜后挥发岀大量对人体有害以及对自然环境造成威胁的有毒有害气体,例如:甲苯等等。许多疾病都是由于这些挥发物造成的,例如:白血病等。甲醛、苯这些直接挥发岀来的有机物质,直接对大气造成污染,破坏臭氧层,危害人类的生存环境,造成了巨大的资源浪费,与现阶段实行的可持续发展战略格格不入。水性涂料的问世,大大降低了涂料在大气中的有害气体挥发,因此水性涂料替代溶剂型涂料是一个必然的过程。但是我国水性涂料的生产技术不成熟,产品质量不高,开发新的生产技术,生产新产品势在必行。水溶性涂料以水为介质,其主要成分乳液是重要的成膜物质,通常是由乳液聚合方法制得,苯丙乳液是常见的重要体系之一。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

苯丙乳液是由丙烯酸酯类单体和苯乙烯单体共聚而得。苯丙乳液兼具了苯乙烯和丙烯酸酯的优良性能,其中聚苯乙烯具有成本低和吸水率低的性能,且高温时发粘低温时变脆,耐沖击性能很差的特点,丙烯酸酯类的引入改善了其沖击性差的缺憾,提高了苯乙烯高聚物的韧性。它具有很好的颜料亲和力,耐化学药品性,光泽度高,抗污性好旳优点,广泛应用于室內木器家具表面,金属表面涂料,建筑外墙凃料等领域。但是苯丙乳液也有自身的缺陷,它的耐水性,耐氧化性能都比较差,限制了其应用领域,对其进行改性是常用的改善其性能的方法。

有机硅具有非常好的耐紫外线、耐高低温、耐氧化降解以及耐红外辐射等非常好的性能,因此有机硅对苯丙乳液进行改性,可以很好地改善它的耐久性、保光性以及耐候性。

本文以St，BA和MMA为主单体, 分别以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）为有机硅功能改性单体,以SDS /OP-10为乳化剂,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用半连续乳液聚合法对苯丙乳液进行了有机硅改性。

2.1.1原材料

2.1.2材料制备

（1）前期准备

称取OP-10 0.84g,并加入 30g去离子水于OP-10中,置于烘箱内60℃使其完全溶解。称量SDS 0.42g，NaHCO3 0.2g并加入溶解的OP-10中,放入烘箱中至固体完全溶解。称量引发剂APS 0.288g,加入25g水混合均匀,放置备用。按照设定的比例称量BA,St，MMA三种单体，量取一定量的有机硅,放置备用。

（2）实验步骤

1）预乳化：将乳化剂和单体加入三口烧瓶中,打开电动搅拌棒,30℃加热1小时；

2）取出一半反应液,加入1/3剂量的引发剂,75℃加热1小时；

3）分4次加入反应液和过硫酸铵引发剂,每半小时加一次；

4）滴加完毕后,升温至80℃,继续反应1小时；

5）反应结束后,停止搅拌,停止加热,出料。’

2.2主要研究内容

1）文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会，健康，安全，成本以及环境等因素的关系；

2）通过改变不同的配比进行实验，制备苯丙乳液；

3）对制备出的苯丙乳液进行相关的结构与形貌表征；

4）不同有机硅改性对乳液性能的影响；

5）有机硅改性苯丙乳液的表征及其性能检测；

6）分析总结数据，撰写毕业论文。

本课题所要达到的预期目标为:提高苯丙乳液的耐水性能,改善其高温变粘,低温变脆的缺陷,扩大苯丙乳液的应用范围。

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译,明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备,确定技术方案,并完 成开题报告；

第4-6周:按照设计方案,进行有机硅改性苯丙乳液的制备及性能研究；

第7-8周:对比不同配比的乳液性能，确定最佳配比；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] nobel ml, mendes e, picken s j. acrylic-based nanocomposite resins for coatingapplications[j]. journal of applied polymer science, 2007, 104(4): 2146-2156.

[2] zhengy, zhou l, yang y, et al. synthesis and application of anovel epoxy grafted thermosetting acrylic resin[j]. journal of applied polymerscience, 2008, 107(6): 4053-4060.