水性塑料涂料用羟基丙烯酸酯乳液的合成与性能研究
发布时间：2021-12-18 01:57
水性羟基丙烯酸树脂以其光泽度高,附着力好,耐化学品、耐候性好等的优异性能,其合成研究受到人们的广泛关注。在塑料涂料领域,以其替代传统的溶剂型树脂,也具有重要的环保价值。本论文通过后分散法和乳液聚合法等不同的聚合方法,对聚合组成和合成变量对产物结构和稳定性的影响开展了系统研究,并在此基础上,通过聚合物乳胶粒子的结构优化,合成了水性羟基丙烯酸酯乳液,其作为水性塑料涂料,应用于PVC塑料基材,表现出优异的性能。本论文的主要工作如下:1、在反应温度为80℃下,以溶液聚合的方法,用丙二醇甲醚和异丙醇混合溶剂为介质,用AIBN为引发剂,通过MMA、BA、AA、HPMA等单体在溶液条件下共聚,再采用后分散法经胺中和成盐后在水中分散,得到了水性羟基丙烯酸酯分散体。用红外光谱仪和透射电镜对产物结构进行表征,并对合成条件对分散体的稳定性、粒径和粘度等的影响进行了研究。以后分散法制备的水性羟基丙烯酸酯分散体作为大分子乳化剂,与小分子乳化剂复合使用,可制得平均粒径在150nm以下,粘度较为适宜的水性丙烯酸酯乳液。2、用种子半连续乳液聚合合成羟基丙烯酸酯乳液,以MMA、BA、EHA为主要单体,HPMA、HEMA...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１树脂中和前红外光光谱分析图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｒｅｓｉｎ?ｎｅｕｔｒａｌ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ??
Ｆｉｇ．?２－２?ＳＥＭ?ｏｆ?ｈｉｇｈ?ｓｏｌｉｄ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｗｏ?ｓｔａｇｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｒｅｓｉｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??在后分散法不能制备出高固含的水性羟基丙烯酸树脂分散体后，我们采用两段式??的加料方法，先利用后分散法制备水分散树脂，保温后再滴入剩余量的单体进行共聚??反应。经透射电镜测试分析后发现，树脂粒子粒径在２００ｎｍ左右，符合我们做出的粒??子粒径大小，从结构上分析，粒径呈现标准的核壳结构，说明我们的两段式的加料法??可以形成核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂分散体。??２．３．３?ＨＥＭＡ的量对水性羟基丙烯酸酯分散体性能的影响??表２．３：羟基功能单体的量的不同与水性羟基丙烯酸酯分散体性能的关系??Ｔａｂｌｅ?２．３：?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ａｍｏｕｎｔ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｘｙｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍｏｎｏｍｅｒ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｅ?ｏｆ??ａｑｕｅｏｕｓ?ｈｙｄｒｏｘｙｌ?ａｃｒｙｌａｔｅ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ??表面张力??功能ＨＥＭＡ单体量（％）?转化率（％）?粒径（ｎｍ）?粘度（ｍＰａ－ｓ）??（ｍＮ／ｍ）??９?８５．０?１２．６?３３．０?１２??１１?９０．０?９．７?３２．８?１９??
图２－３不同羟基功能单体的量对转化率和粒径的影响??Ｆｉｇ．?２－３：?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｈｙｄｒｏｘｙ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?Ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｏｎ?Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ａｎｄ?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｓｉｚｅ??我们根据粒径、转化率随ＨＥＭＡ的量的变化绘制出了图２－３。可以看到，在低??ＨＥＭＡ量段，即在１３％ＨＥＭＡ以下水分散体粒径在１０ｎｍ以上，但在１５％又有一个大??的降低，而随着ＨＥＭＡ量的继续增大，粒径又上升并稳定在７ｎｍ左右。这可能是因??为功能单体ＨＥＭＡ可以与水形成氢键，那么当提供竣基的亲水单体量一定时，ＨＥＭＡ??含量越多，亲水性越强，所以表现出粒径减小。而转化率方面，可以看到，转化率在??ＨＥＭＡ用量的一定范围内随ＨＥＭＡ用量的提高而提高，直至ＨＥＭＡ含量到了?２５％及??以上时，转化率较为稳定，在９７％以上。这个转化率水平是十分好的。??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]水性羟基丙烯酸树脂的合成及其性能研究[J]. 来水利,王晶丽,李文韬,张芳云,于金凤. 热固性树脂. 2016(01)
[2]双组分快干耐划伤聚氨酯涂料的制备[J]. 宋亮,钟军,陈永福,王琴. 涂料工业. 2011(07)
[3]塑料用水性树脂及涂料的研制及应用[J]. 曹逸辰,游波,武利民. 涂料技术与文摘. 2010(04)
[4]水性聚氨酯在工业涂料中的应用[J]. 魏志华,张蕾,李培环,孙吉涛. 涂料技术与文摘. 2008(10)
[5]塑料涂料研究进展[J]. 廖阳飞,张旭东. 上海涂料. 2008(08)
[6]水性聚丙烯酸酯改性研究进展[J]. 胡平,陈平绪,赖学军,曾幸荣. 涂料工业. 2008(01)
[7]端基功能化聚合物的表面性能[J]. 王晓宾,叶鹏,王新平. 高分子通报. 2007(10)
[8]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备及其合成工艺的研究[J]. 李红强,葛会勤,赵建设,王经武,曾幸荣. 涂料工业. 2007(07)
[9]塑料件用水性导电涂料的研制[J]. 申蓓蓓,郭忠诚. 涂料工业. 2007(07)
[10]阳离子型水性丙烯酸酯聚氨酯塑料涂料的研究[J]. 王玉香,孙东成. 热固性树脂. 2007(03)
硕士论文
[1]水性丙烯酸树脂涂料的研究[D]. 王晓明.南京航空航天大学 2012
[2]水性丙烯酸酯塑料涂料的制备[D]. 王玉标.大连工业大学 2012
[3]塑料涂料用聚氨酯—苯乙烯核壳交联乳液的合成研究[D]. 邓三军.湖南大学 2010
本文编号：3541400
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１树脂中和前红外光光谱分析图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｒｅｓｉｎ?ｎｅｕｔｒａｌ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ??
Ｆｉｇ．?２－２?ＳＥＭ?ｏｆ?ｈｉｇｈ?ｓｏｌｉｄ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｗｏ?ｓｔａｇｅ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｒｅｓｉｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??在后分散法不能制备出高固含的水性羟基丙烯酸树脂分散体后，我们采用两段式??的加料方法，先利用后分散法制备水分散树脂，保温后再滴入剩余量的单体进行共聚??反应。经透射电镜测试分析后发现，树脂粒子粒径在２００ｎｍ左右，符合我们做出的粒??子粒径大小，从结构上分析，粒径呈现标准的核壳结构，说明我们的两段式的加料法??可以形成核壳结构的水性羟基丙烯酸树脂分散体。??２．３．３?ＨＥＭＡ的量对水性羟基丙烯酸酯分散体性能的影响??表２．３：羟基功能单体的量的不同与水性羟基丙烯酸酯分散体性能的关系??Ｔａｂｌｅ?２．３：?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｅ?ａｍｏｕｎｔ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｘｙｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍｏｎｏｍｅｒ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｅ?ｏｆ??ａｑｕｅｏｕｓ?ｈｙｄｒｏｘｙｌ?ａｃｒｙｌａｔｅ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ??表面张力??功能ＨＥＭＡ单体量（％）?转化率（％）?粒径（ｎｍ）?粘度（ｍＰａ－ｓ）??（ｍＮ／ｍ）??９?８５．０?１２．６?３３．０?１２??１１?９０．０?９．７?３２．８?１９??
图２－３不同羟基功能单体的量对转化率和粒径的影响??Ｆｉｇ．?２－３：?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｈｙｄｒｏｘｙ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?Ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｏｎ?Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ａｎｄ?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｓｉｚｅ??我们根据粒径、转化率随ＨＥＭＡ的量的变化绘制出了图２－３。可以看到，在低??ＨＥＭＡ量段，即在１３％ＨＥＭＡ以下水分散体粒径在１０ｎｍ以上，但在１５％又有一个大??的降低，而随着ＨＥＭＡ量的继续增大，粒径又上升并稳定在７ｎｍ左右。这可能是因??为功能单体ＨＥＭＡ可以与水形成氢键，那么当提供竣基的亲水单体量一定时，ＨＥＭＡ??含量越多，亲水性越强，所以表现出粒径减小。而转化率方面，可以看到，转化率在??ＨＥＭＡ用量的一定范围内随ＨＥＭＡ用量的提高而提高，直至ＨＥＭＡ含量到了?２５％及??以上时，转化率较为稳定，在９７％以上。这个转化率水平是十分好的。??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]水性羟基丙烯酸树脂的合成及其性能研究[J]. 来水利,王晶丽,李文韬,张芳云,于金凤. 热固性树脂. 2016(01)
[2]双组分快干耐划伤聚氨酯涂料的制备[J]. 宋亮,钟军,陈永福,王琴. 涂料工业. 2011(07)
[3]塑料用水性树脂及涂料的研制及应用[J]. 曹逸辰,游波,武利民. 涂料技术与文摘. 2010(04)
[4]水性聚氨酯在工业涂料中的应用[J]. 魏志华,张蕾,李培环,孙吉涛. 涂料技术与文摘. 2008(10)
[5]塑料涂料研究进展[J]. 廖阳飞,张旭东. 上海涂料. 2008(08)
[6]水性聚丙烯酸酯改性研究进展[J]. 胡平,陈平绪,赖学军,曾幸荣. 涂料工业. 2008(01)
[7]端基功能化聚合物的表面性能[J]. 王晓宾,叶鹏,王新平. 高分子通报. 2007(10)
[8]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备及其合成工艺的研究[J]. 李红强,葛会勤,赵建设,王经武,曾幸荣. 涂料工业. 2007(07)
[9]塑料件用水性导电涂料的研制[J]. 申蓓蓓,郭忠诚. 涂料工业. 2007(07)
[10]阳离子型水性丙烯酸酯聚氨酯塑料涂料的研究[J]. 王玉香,孙东成. 热固性树脂. 2007(03)
硕士论文
[1]水性丙烯酸树脂涂料的研究[D]. 王晓明.南京航空航天大学 2012
[2]水性丙烯酸酯塑料涂料的制备[D]. 王玉标.大连工业大学 2012
[3]塑料涂料用聚氨酯—苯乙烯核壳交联乳液的合成研究[D]. 邓三军.湖南大学 2010
本文编号：3541400
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