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纳米阻燃粉体/聚丙烯酸酯复合乳液及涂层的制备与性能研究

作　者: 何晓娜
导　师: 胡国樑
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 纳米ATH粉体 纳米Sb2O3粉体 聚丙烯酸酯乳液 玻纤网格布涂层
分类号: TS195.597
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


聚丙烯酸酯乳液具有成本低、成膜性好、同织物结合力强、涂层后可形成均匀紧密的乳胶膜、手感柔软等优良特性,是当前国内外大量使用的一种涂层剂。用其对玻纤网格布表面进行涂覆处理,可以加固玻纤网格布,涂层可防止玻璃纤维表面与水泥基体直接接触,避免纤维表面受水泥侵蚀,从而达到了改善玻璃纤维耐碱性和提高水泥耐久性的目的。但聚丙烯酸酯是一种饱和高聚物,其本身易于燃烧,使得涂层后材料存在着安全隐患。本文以纳米无机阻燃粉体氢氧化铝（ATH）和三氧化二锑（Sb2O3）作为改性剂,制备了纳米阻燃粉体/聚丙烯酸酯复合乳液并对玻纤网格布进行涂层处理,主要研究了这两种阻燃粉体对聚丙烯酸酯乳液和玻纤网格布涂层综合性能的影响。但是由于纳米无机粉体具有高的比表面积,易于团聚形成二次粒子,与高聚物的表面相容性较差。鉴于以上原因,本文首先采用表面改性剂对阻燃粉体进行表面改性,使得无机粉体与乳液的相容性有所改善。其次,通过种子乳液聚合的方法,制备了纳米阻燃粉体/聚丙烯酸酯复合乳液。最后,将复合乳液涂覆在玻纤网格布上,对部分涂层后玻纤网格布进行碱处理,以待测试。实验结果表明:采用硅烷偶联剂KH-550对纳米无机粉体的改性效果较好;机械搅拌和超声波分散相结合的方法,可使改性后的无机粉体均匀分散;乳液聚合过程中,半连续种子乳液聚合的方法可使整个聚合过程平稳进行。乳液性能测试表明:当ATH的添加量达单体总量的3‰时,ATH/聚丙烯酸酯复合乳液的固含量最高,黏度适中,粒径分布最窄,成膜性相对较好,热稳定性有所提高。当ATH与Sb2O3的含量分别是1‰和3‰时,ATH-Sb2O3/聚丙烯酸酯复合乳液粒径最小,粒径分布最窄,热稳定性最好。玻纤网格布涂层测试结果显示:适量无机阻燃粉体改性后的复合乳液,可在玻纤网格布的表面形成均匀致密的薄膜,提高其力学性能。ATH自身的性质决定了其不能改善涂层的耐碱性,而ATH和Sb2O3同时使用可在一定程度上提高复合乳液涂层的耐碱性。纳米无机阻燃粉体可使涂层的极限氧指数略微增大,但是由于受粉体添加量的限制,LOI增值不明显。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 聚丙烯酸酯乳液  9-12
    1.1.1 概况  9-10
    1.1.2 聚丙烯酸酯乳液研究现状  10-11
    1.1.3 纳米改性乳液研究现状  11-12
  1.2 纳米材料简介  12-17
    1.2.1 纳米氢氧化铝（ATH）研究现状  12-13
    1.2.2 纳米三氧化二锑（Sb_2O_3）研究现状  13
    1.2.3 纳米粉体表面处理技术  13-15
    1.2.4 纳米粉体分散技术  15-17
  1.3 本课题的研究思路  17-18
  1.4 实验技术路线  18-19
第二章 纳米阻燃粉体/聚丙烯酸酯复合乳液的制备与性能研究  19-38
  2.1 实验部分  19-26
    2.1.1 实验仪器和实验试剂  19-22
    2.1.2 样品制备  22-25
    2.1.3 复合乳液基本性质测试  25-26
  2.2 纳米ATH/聚丙烯酸酯复合乳液的性能研究  26-31
    2.2.1 基本性质分析  26-27
    2.2.2 粒径分析  27-29
    2.2.3 热性能分析  29-31
    2.2.4 TEM 分析  31
  2.3 纳米ATH-Sb_2O_3/聚丙烯酸酯复合乳液的性能研究  31-36
    2.3.1 基本性质分析  32-33
    2.3.2 粒径分析  33-35
    2.3.3 热性能分析  35-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章 ATH/Sb_2O_3粉体/聚丙烯酸酯乳液涂层的性能研究  38-54
  3.1 实验部分  39-40
    3.1.1 实验仪器和试剂  39
    3.1.2 涂层玻纤网格布的制备  39-40
  3.2 性能测试与表征  40-41
    3.2.1 涂层目测外观  40
    3.2.2 涂层扫描电镜表征  40
    3.2.3 涂层玻纤网格布的力学性能测定  40
    3.2.4 耐碱强度保留率测试  40-41
    3.2.5 涂层玻纤网格布粘连性的测定  41
    3.2.6 涂层玻纤网格布的极限氧指数（LOI）值测定  41
  3.3 结果与讨论  41-52
    3.3.1 ATH 复合乳液涂层性能  41-47
    3.3.2 ATH-Sb_2O_3 复合乳液涂层性能  47-52
  3.4 本章小结  52-54
第四章 结论与展望  54-56
  4.1 结论  54
  4.2 展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-62
研究生期间成果  62

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 染整工业 > 整理 > 化学整理 > 特种处理 > 涂层
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