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抗老化外墙乳胶涂料制备及性能研究

作　者: 么秋香
导　师: 杜美利
学　校: 西安科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 聚丙烯酸酯乳液 硅单体 金红石型纳米TiO2 紫外线吸收剂 抗紫外老化性 乳胶涂料
分类号: TQ630.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 199次
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内容摘要


制备了具有良好抗紫外老化性能的外墙乳胶涂料。以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三元体系为基础进行乳液合成,研究了聚合工艺、聚合反应条件、复合乳化剂配比及用量等因素对乳液性能的影响。结果表明,预乳化半连续种子乳液聚合工艺比间歇乳液聚合工艺、半连续乳液聚合工艺聚合反应稳定,制备的纯聚丙烯酸酯乳液单体转化率更高,达到97.09%,乳液耐水性、耐沾污性更好,粒径小。正交试验得到的最佳预乳化条件为:乳化剂3%、单体滴加时间50min、预乳化温度45℃、搅拌速度500r/min。为了提高纯聚丙烯酸酯乳液的耐水性、耐沾污性及抗老化性,引入功能性单体丙烯酰胺、有机硅活性单体(γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷)对纯聚丙烯酸酯乳液进行改性。经过丙烯酰胺的交联改性使涂膜耐水性、抗紫外老化性显著增强;在纯聚丙烯酸酯中引入硅氧键进一步提高了涂层的耐久性、硬度、耐水性和耐沾污性等。采用金红石型纳米TiO2、抗氧剂1010和两类典型有机紫外线吸收剂UV-531和UV-326进行复合,得到的纳米复合紫外线吸收剂R-TiO2/UV-531和R-TiO2/UV-326具有优异的光稳定性,紫外线吸收性能优于有机或无机紫外线吸收剂单独使用的效果。R-TiO2/UV-531紫外光吸收率达到99.75%,充分发挥了有机和无机紫外线吸收剂的各自特点,具有明显协同增效作用。将其添加到改性后的聚丙烯酸酯乳液中,显著提高了涂膜的硬度、附着力、粉化率和抗紫外老化性。最后,确定了外墙乳胶涂料的最佳合成条件,制得的涂料耐沾污性、耐水性、附着力等性能均优于国标要求,尤其是耐人工加速老化性能优异,具有广阔的应用前景。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-24
  1.1 外墙涂料应用背景、研究现状及发展趋势  9-10
  1.2 外墙涂料的老化机理  10-13
  1.3 外墙涂料抗老化改性方法  13-20
    1.3.1 紫外线吸收剂及其抗紫外老化作用  13-15
    1.3.2 金红石型纳米TiO_2 抗紫外老化作用  15-16
    1.3.3 聚丙烯酸酯乳液抗老化性能  16-20
  1.4 研究意义及主要研究内容  20-22
    1.4.1 研究意义  20-21
    1.4.2 主要研究内容  21-22
  1.5 论文技术路线  22-24
2 实验部分  24-33
  2.1 聚丙烯酸酯乳液合成  24-30
    2.1.1 实验原料和仪器设备  24-26
    2.1.2 乳液聚合工艺  26-27
    2.1.3 乳液性能测试分析  27-29
    2.1.4 复合紫外线吸收剂制备  29
    2.1.5 复合紫外线吸收剂性能表征  29-30
  2.2 抗老化外墙乳胶涂料的制备  30-33
    2.2.1 实验原料和仪器设备  30-31
    2.2.2 外墙乳胶涂料制备工艺  31-32
    2.2.3 外墙乳胶涂料性能检测与表征  32-33
3 结果与讨论  33-62
  3.1 纯聚丙烯酸酯乳液聚合工艺研究  33-37
    3.1.1 聚合工艺对乳液聚合反应稳定性的影响  33-34
    3.1.2 聚合工艺对单体转化率的影响  34-35
    3.1.3 聚合工艺对乳液性能的影响  35-36
    3.1.4 聚合工艺对乳液结构的影响  36-37
  3.2 预乳化液稳定性的影响因素分析  37-39
  3.3 聚合反应温度对乳液性能的影响  39
  3.4 乳化剂的选择及对乳液性能的影响  39-42
  3.5 聚合单体对乳液性能的影响  42-48
    3.5.1 软硬单体配比对乳液性能的影响  42-43
    3.5.2 甲基丙烯酸对乳液性能的影响  43-44
    3.5.3 丙烯酰胺对乳液性能的影响  44-45
    3.5.4 有机硅单体对乳液性能的影响  45-48
  3.6 复合紫外线吸收剂对乳液性能的影响  48-56
    3.6.1 复合紫外线吸收剂的制备条件分析  48-49
    3.6.2 复合紫外线吸收剂的紫外吸收性能分析  49-50
    3.6.3 紫外线吸收剂的光稳定性分析  50-51
    3.6.4 紫外线吸收剂对涂膜性能的影响  51-52
    3.6.5 复合紫外线吸收剂的添加方式对乳液性能的影响  52-53
    3.6.6 紫外线吸收剂对涂膜抗紫外老化性能的影响  53-56
  3.7 抗老化外墙涂料制备的主要影响因素  56-62
    3.7.1 颜填料体积浓度对乳胶涂料性能的影响  56-57
    3.7.2 成膜助剂对乳胶涂料性能的影响  57-58
    3.7.3 正交试验分析及配方优化  58-60
    3.7.4 抗老化外墙乳胶涂料性能检测结果分析  60-62
4 结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录 攻读硕士学位期间发表论文  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 涂料生产工艺
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