庞金兴[1]2002年在《纳米SiO_2/聚丙烯酸酯核壳型乳液合成研究》文中研究指明二氧化硅不仅是重要的半导体材料，而且由于其优良的耐热、耐候性及化学稳定性而广泛用作塑料、橡胶、涂料和胶粘剂的填料，因此，制备纳米级的SiO_2具有很大的应用价值。目前文献报道的制备方法很多，主要集中在粉体或有机溶剂分散的纳米二氧化硅的制备，适宜于制备聚合物基体复合材料；但是，用于制备纳米SiO_2╱聚合物乳液涂料和胶粘剂却遇到了一些不易解决的技术难题。例如，溶胶—凝胶法是以有机溶剂为介质，不能直接分散到乳液中：若以固体形式直接分散，由于纳米SiO_2易团聚、强亲水性和对介质pH值强敏感性等问题，使其难以在纳米水平上稳定分散。 本文以传统的硅单质法和离子交换法制备硅溶胶，在纳米SiO_2“原位生成”和“原位分散”的基础上，用有机硅化合物对其进行“原位表面改性”，制备出了粒径为5～20nm的亲油型纳米SiO_2水分散液；系统地研究了影响纳米SiO_2粒度、粒度分布、产量和分散稳定性的各种因素，确定了最佳原料配比和工艺条件。该方法不仅具有简单易行、价格便宜的特点，而且有效地解决了纳米二氧化硅粒子在水相中的稳定分散问题，具有广阔的应用前景。 以上述表面亲油化改性后的纳米二氧化硅为核、丙烯酸酯类化合物为共聚单体，采用种子乳液聚合工艺，合成出了具有正常核／壳结构的纳米二氧化硅／聚丙烯酸酯复合乳液。根据核／壳乳液聚合理论，通过理论分析和计算，以及大量的实验研究，确定了最佳原料配比和工艺条件，研究了影响乳液聚合及乳胶粒子结构形态的因素。 以研制的乳液为基料配制的乳胶涂料，与添加型纳米SiO_2／聚丙烯酸酯复合乳液涂料及普通纯丙涂料相比，具有优良耐候性、耐水性、耐碱性、耐擦洗性、抗沾污性、增强同时增韧等性能。这些优异性能主要得益于基料的纳米特性、核／壳结构特性及有机硅烷的优良品质，预期该乳液在橡胶、纸张、胶粘剂等领域具有广泛的用途。
吴喜元[2]2013年在《乳胶涂料用聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究》文中提出聚丙烯酸酯乳胶涂料是我国目前应用最普遍、工艺最成熟、也最受人们欢迎的一类乳胶涂料，其品种多样，但质量参差不齐。聚丙烯酸酯乳液作为聚丙烯酸酯乳胶涂料的基本成膜物质，其性能的好坏直接影响着涂料质量的高低。GB/T20623-2006对乳胶涂料用聚丙烯酸酯乳液的性能进行了严格的要求，但对其增稠性、起泡性、消泡性以及耐水性却未作规定，而这些性能直接影响着乳胶涂料配制、施工的难易及应用性能的好坏。基于此，本研究采用种子乳液聚合法制备了内墙乳胶涂料用硅丙乳液，考察了功能性单体种类及用量对乳液增稠性、起泡性、消泡性及耐水性的影响，并对优化后的硅丙乳液进行了红外（FTIR）及透射电镜（TEM）表征，对其在内墙乳胶涂料中的实际应用性能进行了考察。结果表明：当甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）用量为3%，乙烯基叁乙氧基硅烷（A-151）用量为5%，甲基丙烯酸（MAA）用量为2%，且添加0.3%以上的矿物油消泡剂BEK-750时，硅丙乳液的增稠性适中、起泡性较低、消泡性及耐水性较好，乳胶粒子大小均一，并且其实际应用性能达到了市场上同类产品水平，部分实际应用性能甚至超过了市场上同类产品水平。此外，直接利用聚丙烯酸酯乳液配制的外墙乳胶涂料还往往存在着耐水性和耐碱性差、耐沾污性不足、涂层硬度与最低成膜温度间存在矛盾等问题。针对这些问题，本研究采用核壳乳液聚合法制备了外墙乳胶涂料用核壳型聚丙烯酸酯乳液，并分别对核壳型聚丙烯酸酯乳液中有机硅的种类及用量、纳米SiO_2的引入方式及引入量进行了筛选和优化，对不同改性核壳型聚丙烯酸酯乳液的结构进行了FTIR、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、差示扫描量热（DSC）以及TEM表征，对其在外墙乳胶涂料中的实际应用性能进行了考察。结果表明，有机硅的引入使乳胶粒子的核壳结构更加明显，大小更加均匀，并且使核壳型聚丙烯酸酯乳液所配的外墙乳胶涂料具有更优的附着力、耐水性、耐碱性以及耐沾污性等；当采用原位乳液聚合法，并同时引入适量的氨水及碳酸氢钠时，利用正硅酸乙酯（TEOS）可以向核壳型聚丙烯酸酯乳液中引入纳米SiO_2；当利用TOES向核壳型聚丙烯酸酯乳液中引入纳米SiO_2，同时添加乙烯基叁甲氧基硅烷（A-171）时，A-171能够促进纳米SiO_2粒子在乳液中的分散，加强纳米SiO_2粒子与乳胶粒子之间的相互作用，并最终提高核壳型聚丙烯酸酯乳液在外墙乳胶涂料中的应用性能。
段昊[3]2014年在《核壳型纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及其性能研究》文中研究说明含氟丙烯酸酯聚合物具有拒水拒油性、耐沾污性、耐候性、耐化学溶剂性、热稳定性等优良性能，作为织物的整理剂能够赋予织物优良的拒水拒油性和耐沾污性。纳米SiO2具有纳米尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，将其应用于含氟聚丙烯酸酯改性，能够进一步提高含氟聚丙烯酸酯的防水防油性。核壳乳液聚合技术，以其独特的粒子设计理念，将氟单体主要富集在壳层，从而在降低氟单体用量的同时又保持了有机氟聚合物原本的性能而备受人们的关注。反应性乳化剂在聚合过程中可成为聚合物的一部分，以反应性乳化剂替代小分子乳化剂进行乳液聚合，可避免小分子乳化剂存在的弊端。本文合成了核壳型纳米SiO2/含氟聚丙烯酸酯无皂乳液，并对其性能及在织物整理剂方面的应用进行了研究。具体研究简述如下：（1）以甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为含氟单体，采用核壳粒子设计理念，通过无皂乳液聚合技术合成了核壳型纳米SiO2/含氟聚丙烯酸酯无皂乳液。考察了温度、搅拌速度、KH-570加料方式对乳液聚合的影响；研究了引发剂用量、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）的核壳比、MMA和BA的配比、反应性乳化剂用量、丙烯酸羟乙酯（HEA）用量、γ-甲基丙烯酰氧基丙基叁甲氧基硅烷（KH-570）用量、丙烯酸十八酯（SA）用量、DFMA用量以及正硅酸乙酯（TEOS）用量对无皂乳液及其膜性能的影响；对乳液的化学结构、微观形貌、粒径大小及分布进行了表征；对成膜进行了表面形貌观察和表面元素分析并探讨了乳液的成膜机理。结果表明，当采用聚合温度为83℃、搅拌速度为250r/min、KH-570在壳层乳液聚合阶段的后1/4加入能够得到转化率高、稳定性好的无皂乳液。透射电子显微镜（TEM）结果显示成功地制备具有核壳结构的无皂乳液；原子力学显微镜（AFM）和扫描电子显微镜及能谱分析仪（SEM-EDX）结果表明含氟聚丙烯酸酯无皂乳液膜具有纳米粗糙表面，通过SiO2改性，可进一步提高其表面粗糙度。（2）研究了整理剂浓度、焙烘温度及时间对织物防水防油性能的影响，考察了MMA和BA的核壳比、MMA和BA的配比、SA用量、DFMA用量以及TEOS用量对织物防水防油性能的影响，确定了织物整理的最佳工艺条件，通过SEM对整理织物的纤维表面形貌进行了观察。研究结果表明，随着DFMA用量的增加，织物防水防油性能逐渐提高，表面自由能不断降低，最低可达到14.98mN/m，TEOS用量为4%时，织物拒水拒油性最优，SEM结果显示整理后的织物纤维表面被聚合物薄膜均匀覆盖，薄膜上分布有纳米SiO2微粒。
马英子, 肖新颜[4]2011年在《核壳型纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的合成与表征》文中进行了进一步梳理采用原位乳液聚合法,在可聚合阴离子乳化剂/非离子乳化剂复配体系下,以γ-甲基丙烯酰氧丙基叁甲氧基硅烷(KH-570)改性的纳米SiO2、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)等为核相组成,以MMA、BA及甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为壳相单体,合成纳米SiO2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液。考察了纳米SiO2和DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜表面疏水性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)、接触角(CA)及X射线光电子能谱(XPS)等方法表征乳液的结构及形态、乳胶膜的表面性能和耐热性能。结果表明,纳米SiO2/含氟聚丙烯酸酯共聚物复合粒子呈现出明显的核壳结构,乳胶膜中氟元素呈梯度分布;纳米SiO2粒子的引入不仅提高了乳胶膜的疏水性,也在一定程度上改善了聚合物膜的耐热性能。
王亚强, 李玉平, 贺卫卫, 陈智巧, 刘丽[5]2006年在《核壳型纳米SiO_2-聚丙烯酸酯复合乳液的制备及应用》文中指出本文根据核壳乳液聚合理论,以硅烷偶联剂表面处理的纳米S iO2为种子,采用优化的乳液聚合工艺,制备核壳型纳米S iO2-聚丙烯酸酯复合乳液,并以其为基料制备建筑涂料。实验结果表明,纳米S iO2经硅烷偶联剂表面处理后,提高了其在聚合体系中的分散稳定性和与聚合物的相容性。所制备的复合乳液粒子具有核壳结构,以其为基料制备的建筑涂料的耐沾污性、耐洗刷性和耐候性等性能大大高于国家标准中优等品的水平。
高静雅, 候发秋, 卿宁[6]2015年在《有机硅/纳米SiO_2改性核壳型丙烯酸酯乳液的研究》文中研究表明以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,选择加入合适的有机硅单体及纳米SiO_2,采用核壳乳液聚合和无皂乳液聚合制备了具有硬核软壳结构的有机硅/纳米SiO_2改性丙烯酸酯乳液,研究了有机硅用量、TEOS用量及温度等因素的影响,采用TEM、FT-IR和TGA等测试手段对乳液及其膜进行了表征。结果表明,有机硅单体选择A-174且用量为总单体量的2%,与30%壳单体一起预乳化后加入到体系中,纳米SiO_2的前驱体正硅酸四乙酯用量为1%,反应温度为75~78℃,搅拌速度为200r/min的条件下,可得到乳液平均粒径为160.4nm、单体转化率达96.2%、固含量达53%的稳定有机硅/SiO_2改性聚丙烯酸酯复合乳液。复合改性乳液的TEM显示其具有明显的核壳结构;FT-IR表明有机硅成功地接枝到丙烯酸酯分子链上;TGA曲线表明改性后的丙烯酸酯乳胶膜热稳定性得到提高。
甘长凤[7]2014年在《核壳型酪素基水性油墨连接料的制备与性能研究》文中认为连接料决定水性油墨性能，能显着影响水性油墨中色料的分散、光泽度、干燥速度、附着牢度和耐水性。近年来印刷工业对水性油墨连接料的各项性能如环境友好性、稳定性、附着力，光泽性等要求不断提高。为了满足上述要求，本课题提出在以两亲性共聚物作为稳定剂的条件下，采用无皂乳液聚合法，通过“粒子设计”，引入聚丙烯酸酯和硅烷偶联剂，获得具有核壳结构的丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素乳液，并研究其作为油墨连接料的应用性能。本文首先以丙烯酸丁酯（BA）、醋酸乙烯酯（VAC）和丙烯酰胺（AM）为单体，通过自由基聚合制备叁元两亲共聚物（聚丙烯酸丁酯/醋酸乙烯酯/丙烯酰胺）[P(BA/VAC/AM)]；采用核磁共振光谱仪（1H-NMR）、动态激光散射仪（DLS）和透射电子显微镜（TEM）等检测手段对叁元两亲共聚物的结构和形貌进行了表征。然后，以P(BA/VAC/AM)为稳定剂，引入丙烯酸酯类单体和硅烷偶联剂通过无皂乳液聚合法合成核壳型聚丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素复合乳液。通过单因素试验法优化了该复合乳液的合成条件。采用DLS和TEM等检测手段对核壳型聚丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素复合乳液的结构和形貌进行了表征。并该复合乳液在玻璃基材上成膜，对其成膜性能进行测定。当叁元两亲共聚物用量为2%，采用后补加的加入方式，硅烷偶联剂用量为6%，采用与80%丙烯酸酯类单体同时加入的方式，引发剂用量为1.2%，所制备的聚丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素复合乳液具有良好的稳定性、耐水性和附着力。1H-NMR表征结果显示：成功获得叁元两亲共聚物[P(BA/VAC/AM)]；DLS和TEM表征结果显示：聚丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素复合乳液具有明显的核壳结构，乳胶粒粒径为60-70nm，粒径分布均匀。为进一步提高水性油墨的耐水性等综合性能，通过物理共混法在聚丙烯酸酯/硅烷偶联剂改性酪素复合乳液中引入二氧化硅（SiO2）溶胶及水性聚氨酯（WPU），制备了改性酪素/SiO2复合乳液及改性酪素/WPU复合乳液；考察了SiO2以及WPU用量对复合乳液、成膜性能及应用性能的影响规律；并对其应用工艺进行了优化；采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、动态激光散射仪（DLS）和透射电子显微镜（TEM）等检测手段对所得的复合乳液乳胶粒的化学结构、粒径大小及分布、微观形貌等进行了表征。当SiO2的用量为10%时，制备的改性酪素/SiO2复合乳液的相容性好，且其成膜的耐水性以及耐紫外屏蔽性优异。FT-IR、DLS和TEM的研究结果表明所制备的乳液粒径为90nm左右，具有明显的核壳结构，SiO2粒子均匀包覆在乳胶粒壳层。当水性芳香族聚氨酯（PUD-101）用量为30%时，制备的改性酪素/PUD-101复合乳液的相容性较好，且能有效改善复合乳胶膜的外观及耐水性；当水性脂肪族聚氨酯（DS-189）用量为40%时，制备的改性酪素/DS-189水性油墨的有较好的耐水性。
仝玉柱[8]2016年在《核壳型改性SiO__2/聚丙烯酸酯无机—有机复合乳液的制备及性能表征》文中指出丙烯酸树脂广泛用于水性涂料。虽然聚丙烯酸酯乳液具有良好的成膜性能,如良好的外观、光泽度好、透明度好及良好的机械性能等,但也存在耐水耐溶剂性差、耐候性差和硬度低等缺点。为了获得性能优良的丙烯酸酯涂料,人们日益关注对丙烯酸酯乳液的改性。本文用SiO2溶胶对聚丙烯酸酯乳液进行改性,制备无机-有机复合乳液,并对乳液及乳胶膜的性能进行了研究。论文工作主要包括以下几部分：1.用含氢硅油对硅溶胶进行表面改性,研究了含氢硅油的用量、反应体系的pH值、反应温度和反应时间对改性硅溶胶的影响,制备了稳定的改性硅溶胶,并用红外光谱对改性硅溶胶进行了表征。2.采用种子乳液聚合法制备了核壳型改性SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,研究了聚合反应中单体、乳化剂、引发剂和改性硅溶胶的用量等因素对复合乳液性能的影响,制备了稳定的复合乳液。3.对复合乳液胶膜进行了红外光谱、电镜扫描、热失重及DSC表征,结果表明复合乳液具有良好的成膜性能和热稳定性。
鲍艳, 吴喜元, 马建中[9]2012年在《核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子及其乳液的研究进展》文中研究说明综述了目前制备核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子的常用方法,如种子乳液聚合法、无皂乳液聚合法、反相乳液聚合法、细乳液聚合法以及种子分散聚合法;分析了聚合工艺、单体种类、温度、乳化剂和引发剂种类及用量等因素对聚丙烯酸酯核壳乳液合成及性能的影响;并对聚丙烯酸酯核壳乳液的研究现状进行了归纳;最后,展望了聚丙烯酸酯核壳乳液的发展方向。
高敬民[10]2007年在《纳米SiO_2改性核壳型氟碳乳液的制备及水性绿色涂料的性能研究》文中研究指明氟碳涂料由于氟碳键键能是化学键中之最,表面能低,分子链柔性大等特点而成为高耐候性、高耐沾污性建筑涂料的首选。但是由于近年来石化资源的价格上涨和人类生存环境状况的恶化,减少对不可再生资源的浪费,减少对人类生存环境的污染,大力开发环保涂料和高性能涂料已成为当今世界涂料行业的迫在眉睫的发展方向。溶剂型氟碳涂料虽然有着很好的性能,但同时也存在很多的缺陷,例如容易浮色发花、常温不易固化、在固化的过程中会释放出挥发性有机化合物对环境造成污染等从而限制了其在涂料工业中的应用。水性涂料是一种以水为溶剂或分散介质的环境友好型涂料,这种涂料具有污染少使用安全的优点,随着聚合技术的发展,水性涂料的性能可以和传统的溶剂型涂料相媲美,因此越来越多的注意力在关注水性涂料。含氟丙烯酸酯是一类被广泛使用的单体,利用该类单体和其他的丙烯酸酯类单体共聚而制备出性能和溶剂型氟碳涂料相当的涂料,已成为氟碳涂料发展的重要发展方向。纳米材料由于其独特的性能而引起更多学者的关注。在涂料中添加纳米材料可以获得优异的性能。水性涂料成为现代涂料的主流,其含有机溶剂很少,没有污染,并且如何将纳米材料分散均匀,发挥其优异的特性是研究的热点。本论文制备了四种用于建筑涂料用的乳液,研究了这些乳液在制备过程中含氟丙烯酸酯单体用量、叔碳酸乙烯酯用量、含氟丙烯酸酯单体的加入方式、纳米二氧化硅胶体的加入方式等对聚合反应的影响,利用红外、光电子能谱、透射电镜、紫外等进行了表征。全文研究工作分五部分:第一部分:国内外研究进展综述了水性氟碳涂料在国内外的发展过程、核壳乳液的概念、制备方法、原理、性能、应用;水性氟碳乳液的研究进展、水性氟碳乳液的制备方法、改性方法、性能及应用,最后对水性氟碳乳液的发展方向作了展望。第二部分:水分散体氟碳共聚乳液的研究以叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯共聚制备了共聚乳液,并研究了反应温度、反应时间、乳化剂用量、乳化剂配比、引发剂用量、反应物料量等对聚合反应的影响、利用红外、紫外、高速离心、光电子能谱等进行了表征。研究了涂料固化过程中氟元素的迁移规律。第叁部分:水性氟碳微乳液的合成及研究采用正戊醇为助乳化剂,利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸等共聚制备了共聚乳液,并研究了叔碳酸乙烯酯的用量对接触角的影响、叔碳酸乙烯酯的用量对聚合稳定性的影响、正戊醇用量对分子量的影响、正戊醇用量对分子量分布的影响、利用红外、GPC、KrussK12型动态表面能分析仪、。研究了微乳液形成的机理。第四部分:纳米SiO_2改性核-壳结构氟碳乳液的合成及研究以纳米SiO_2为核,利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸及其酯类单体等为壳,采用核壳聚合工艺制备了核壳结构的氟碳乳液,并研究了纳米SiO_2的用量、添加方式对聚合稳定性的影响;含氟丙烯酸酯的用量、添加方式对聚合稳定性的影响;乳化剂对聚合稳定性的影响,利用红外、JEM-100SX型JEOL电子显微镜等进行了表征。第五部分:水性绿色环保涂料的制备研究以纳米SiO_2改性核-壳结构氟碳乳液为成膜物质,颜、填料、助剂、去离子水等制备了建筑涂料并进行了全项检测,经甘肃省涂料质量监督检验站检测,涂料所有性能符合国家标准,部分检测指标远远高于国家标准,未检出挥发性有机化合物。采用本论文的制备方法制备的涂料均以水为分散介质,在涂料固化的过程中不会释放出对环境和人体有害的挥发性有机化合物,符合绿色环保涂料的标准,同时极大的保护了用户和施工人员的身体健康,减少了对有机溶剂的浪费,节约了能源。以纳米SiO_2为核,采用含氟丙烯酸酯类单体、叔碳酸乙烯酯和丙烯酸酯类单体为壳制备的核壳型氟碳乳液符合CEPC(欧洲涂料、油墨、颜料工业协会联合会)标准,目前尚未见国内外相同文献报道。
参考文献：
[1]. 纳米SiO_2/聚丙烯酸酯核壳型乳液合成研究[D]. 庞金兴. 武汉理工大学. 2002
[2]. 乳胶涂料用聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究[D]. 吴喜元. 陕西科技大学. 2013
[3]. 核壳型纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及其性能研究[D]. 段昊. 陕西科技大学. 2014
[4]. 核壳型纳米SiO_2/含氟聚丙烯酸酯复合乳液的合成与表征[J]. 马英子, 肖新颜. 化工学报. 2011
[5]. 核壳型纳米SiO_2-聚丙烯酸酯复合乳液的制备及应用[J]. 王亚强, 李玉平, 贺卫卫, 陈智巧, 刘丽. 涂料工业. 2006
[6]. 有机硅/纳米SiO_2改性核壳型丙烯酸酯乳液的研究[J]. 高静雅, 候发秋, 卿宁. 材料导报. 2015
[7]. 核壳型酪素基水性油墨连接料的制备与性能研究[D]. 甘长凤. 陕西科技大学. 2014
[8]. 核壳型改性SiO__2/聚丙烯酸酯无机—有机复合乳液的制备及性能表征[D]. 仝玉柱. 东南大学. 2016
[9]. 核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子及其乳液的研究进展[J]. 鲍艳, 吴喜元, 马建中. 功能高分子学报. 2012
[10]. 纳米SiO_2改性核壳型氟碳乳液的制备及水性绿色涂料的性能研究[D]. 高敬民. 西北师范大学. 2007
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