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。

1.2 国内外研究现状

现今的研究中有很多种树脂可用于合成涂料,其中使用最广泛的有三大类:一是如环氧树脂（EP）的缩合型树脂；二是表面能低、热稳定性好的有机氟树脂和有机硅树脂等元素有机型树脂；三是如聚丙烯酸树脂等常见的聚合型树脂。其中丙烯酸树脂具有粘附性、成膜性、化学稳定性和力学性能等均良好的优点,且成本较低,易于加工,这使得丙烯酸树脂常用于聚丙烯酸酯类涂料的制备。苯丙乳液是由丙烯酸酯类单体和苯乙烯单体共聚而得。它具有很好的颜料亲和力,耐化学药品性,光泽度髙,抗污性好的优点,广泛应用于室内木器家具表面,金属表面涂料,建筑外墙涂料等领域。

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,对其迸行改性是常用的改善其性能的重要方法。

有机硅改性,就是利用Si-O键能高、内聚能密度低、分子的体积较大等特点以及有机硅材料柔软性高、耐温和耐化学介质性好和成膜性好等优点,对涂层的性质进行优化。常用的有机硅改性方法可分为物理和化学两种,一般采用物理共混的方法改性,即将有机硅直接加入进丙烯酸乳液中,然后混合搅拌均匀以提高涂层附着力即可；或将有机硅先制成硅乳胶再加入进丙烯酸乳液混合均匀,该方法工艺相对简单、操作性强且成本较低,但所得乳液的改性效果相对较差。化学改性以化学键结合的方法来进行分子结构层面上的改性,所得的复合乳液相对稳定,合成效果更好。而且,复合材料的力学性能也会随着反应中无机粒子的加入得到较大的改善。有机硅的引入改善了乳液涂层的耐水性和热稳定性,由有机硅改性过的苯丙乳液和水泥粉所制备的建筑用防水涂层具有更好的拉伸强度和更高的断裂延伸率。

本课题通过共聚对苯丙乳液进行有机硅改性,改善苯丙乳液的性能,具有重要的实际意义。通过改性研究可进一步加深对乳液聚合理论运用和理解,又具有重要的理论意义。

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。