纳米材料改性硅丙乳液的制备及性能研究

摘要

石质文物是中国五千年历史文明的见证，是一种非常重要的文化遗产。随着科技的飞速发展，环境污染越来越严重，石质文物的破坏速度越来越快，故保护石质文物已刻不容缓。本文用电导率的大小从众多硅烷中选择乙烯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷两种硅烷混合水解制备具有乙烯基的有机硅氧烷。采取半连续预乳化工艺，采取有机硅的乙烯基与丙烯酸酯单体共聚反应制备有机硅丙烯酸乳液，单因素实验考察影响硅丙乳液性能的各种因素，包括聚合温度、乳化时间、PH值、乳化剂的总量、引发剂的量、有机硅单体总量、丙烯酸单体配比以及功能单体的量等因素；用正交实验优化条件后得出制备有机硅丙烯酸乳液的最佳配方为乳化剂总量为3％、EBA/BA配比为3:1、SDS/OP-10配比为2:1、丙烯酸含量为3%、有机硅含量为3%、引发剂含量为0.4%时，在温度为80℃、pH=7-8的条件下聚合反应2.5h。在此条件下制备出的硅丙乳液的机械稳定性以及 Ca2+稳定性良好。
　　采用最简单的物理共混法，分别制备了用纳米二氧化硅和纳米二氧化钛改性硅丙乳液，并确定了纳米二氧化硅的含量为3%、纳米二氧化钛的含量为1%。同时，对用纳米材料改性后的硅丙乳液的吸水率、红外光谱、抗紫外性能、耐热性、外观形貌、耐酸碱性和耐可溶性老化性等性能做了探讨。实验结果表明：用纳米材料改性后的抗紫外性能、耐热性、耐水性、耐酸碱性和耐可溶性老化等性能都有明显的提高；由于纳米二氧化钛是永久性抗紫外的纳米粒子，故纳米二氧化硅改性乳液的抗紫外性能要比纳米二氧化硅改性乳液的抗紫外性能好。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1乳液聚合

1.2有机硅改性丙烯酸树脂

1.3纳米材料在涂料中的应用

1.4本文研究的目的和研究内容

2试验试剂、仪器和分析方法

2.1 试验药品

2.2 试验仪器

2.3 表征方法

3 有机硅丙烯酸乳液的制备和表征

3.1 聚硅氧烷的制备

3.2硅丙乳液的制备

3.3正交实验

3.4试样的制备

3.5乳液性能的表征

3.6本章小结

4 纳米材料改性硅丙乳液的制备及表征

4.1纳米材料改性硅丙乳液的制备

4.2结果与讨论

4.3本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果