摘 要

聚丙烯酸酯乳液是一类性能忧良、应用广泛的聚合物乳液。但其成膜温度高、热黏冷脆、耐溶剂性差等缺陷限制了它们的应用。本论文采用种子乳液预乳化半连续法合成了带有活性酮基的丙烯酸酯乳液，利用酮基与交联剂己二酰肼化合物中酰肼基可知酸性条件下发生反应，得到在室温下可交联固化的聚合物漆膜。实验结果表明，当油水比为4:6，乳化剂的量为油水总质量的3%，阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比为1:1，引发剂的量为单体总量的0.6%，软硬单体比为3:7，反应温度为80℃时，能得到稳定性好、转化率高的丙烯酸酯乳液，且当DAAM的量为单体量的4%，m(ADH)/m(DAAM)=0.8时，涂膜的交联度达到85.5%，铅笔硬度达到2H，综合性能最佳。

傅里叶红外光谱（FTIR）表明DAAM与ADH发生了交联反应，凝胶渗透色谱（GPC)表明合成的聚合物具有较宽的分子量分布，动态力学分析（DMA）表明合成了核壳结构丙烯酸酯乳液。

关键词：丙烯酸酯乳液，自交联，核壳结构，DAAM

Abstract

Polyacrylate emulsion is a kind of polymer emulsion with good performance and wide application. However, the defects such as high film forming temperature, low temperature brittleness and poor solvent resistance limit their application. In this paper, the semi continuous seed pre emulsification method synthesized with active keto acrylate emulsion, the utilization of ketone and crosslinking agent has benzoyl hydrazine compounds hydrazide group reaction, crosslinking of the polymer film at room temperature. Experimental results show that when the oil-water ratio of 4:6, the amount of emulsifier for 3% of the total mass of the oil and water, the quality of anionic emulsifier and non-ionic emulsifier ratio is 1:1, causing the amount of agent for 0.6% of total monomer, soft and hard monomers than 3:7, reaction temperature is 80 DEG C, good stability, high conversion rate of acrylate emulsion and when DAAM amount to 4% of the monomer, m (ADH) / M (DAAM) = 0.8, coating the comprehensive performance is the best.

Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) shows that the DAAM and ADH crosslinking reaction occurred and gel permeation chromatography (GPC) showed that the synthesis of polymers with broad molecular weight distribution, dynamic mechanical analysis (DMA) showed that the synthesis of acrylate emulsion with core-shell structure.

Keyword:acrylic latex; core-shell structure; self-cross linking; DAAM;

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2乳液聚合机理 1

1.3乳液聚合方法 1

1.3.1间歇聚合 1

1.3.2半连续聚合 2

1.3.3连续聚合 2

1.3.4预乳化方法 2

1.3.5种子乳液法 2

1.3.6核壳聚合 3

1.4丙烯酸酯乳液的改性研究 3

1.4.1环氧改性 3

1.4.2聚氨酯改性 3

1.4.3乙烯类单体改性 3

1.4.4有机硅和有机氟改性 3

1.4.5纳米技术改性 4

1.5乳液聚合中的自交联体系 4

1.5.1多价金属交联体系 4

1.5.2碳亚胺交联体系 4

1.5.4氮丙环类交联体系 5

1.5.5硅氧烷水解交联体系 5

1.6实验设计 6

1.6.1单体 6

1.6.2乳化剂 7

1.6.3引发剂及反应温度 7

1.6.4 pH调节剂 7

1.7研究的目的意义及内容 8

第二章 实验部分 9

2.1实验原理 9

2.2实验原料及设备 9

2.2.1 实验原料 9

2.2.2实验仪器 10

2.3 丙烯酸酯核壳乳液合成及测试 10

2.3.1 乳液的制备 10

2.3.2乳液性能测试 11

2.4漆膜的制备及性质 11

2.4.1漆膜的制备 11

2.4.2 漆膜性能测试与表征 12

第三章 结果与讨论 14

3.1交联前后涂膜红外光谱 14

3.2引发剂对单体转化率及涂膜吸水率的影响 14

3.3 软硬单体比例对涂膜性能影响 16

3.4交联单体DAAM对膜性能的影响 16

3.5 m(ADH)/m(DAAM)对涂膜性能影响 18

3.6聚合物凝胶渗透色谱（GPC) 18

3.7 交联前后漆膜热重热重 19

3.8 DMA分析 20

3.9本章小结 21

第四章 总结 22

参 考 文 献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1前言

丙烯酸酯漆是二十世纪中期以来迅猛发展的一类新品种涂料。它由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类的单体通过加聚反应合成的树脂制得。丙烯酸树脂对光的主吸收峰在太阳光谱范畴外，因此用它制成的丙烯酸酯漆具有很多其他树脂所不能达到的特点，如极其优良的耐光、耐候、耐腐蚀性。基于自身优越的性能，丙烯酸酯漆最大的应用市场为轿车漆，此外，也广泛应用于金属制品、纺织品、塑料制品、木制品等方面^[1]。

然而，常见的丙烯酸树脂一般都是溶剂型的，使用后溶剂挥发，会挥发出大量的有机物，而这种有机挥发物在光照的作用下，会产生有害物质臭氧，影响人的身体健康^[2]。由于以水作介质，聚合物乳液不含有机挥发物（VOC），并且对环境造成的污染小，符合人们的环保理念，切合国家发展环境友好材料的政策要求，对解决日益严重的环境问题意义重大，大量应用于纺织助剂、涂料和胶粘剂等领域。有一类丙烯酸酯乳液由丙烯酸酯类单体或苯乙烯共聚制得，更是具有光泽度高、保光性和耐酸碱性等优良的特性。