纳米光触媒/有机氟硅改性丙烯酸酯复合建筑乳胶漆的制备与性能研究

摘要

随着现代化建筑装修的逐渐兴起和人民群众生活水平的不断提高，人们开始大量使用建筑装修材料来提升居室的美观与居住环境，对建筑装饰材料的性能要求也越来越高。然而建筑装饰材料在生产、施工与使用过程中一般会散发出大量的有机溶剂，其中大多数有机溶剂对人体自身都有一定毒性，并且对自然环境造成了严重污染。这就要求建筑涂料不仅具备良好的耐候性、耐沾污性、耐老化性、耐水性、低VOC，而且还具备去除室内空气污染物及抗菌等环保功能。因此研发具有高性能、环保型、多功能型的建筑涂料是当前涂料工业的研究热点。
　　（1）首先采用预乳化-半连续种子乳液聚合法，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸丁酯(BA)为主要单体，甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为含氟改性单体，在复合乳化剂的作用下合成了只在壳层富含氟的具有核壳结构的含氟丙烯酸酯共聚物乳液。实验结果表明，当主要单体m(MMA):m(BA)=1:1，核/壳单体质量比为3:2，复合乳化剂总用量为单体总质量的3％，引发剂的用量为单体总质量的0.6％，HFMA用量为单体总质量的10％时，所制备的含氟丙烯酸酯乳液的各项性能较优异，具有较高的性价比。通过对乳液及乳胶膜组成、结构和性能进行表征，表明含氟单体参与了聚合反应，且形成了氟原子富集于壳层的核壳结构型含氟丙烯酸酯乳液，随着含氟单体的加入，乳胶膜的防水防污性能、耐热性以及力学性能都明显提高。在减少含氟单体用量，降低乳液成本的前提下，提高了其综合性能，能达到“低氟高效”的结果。
　　（2）通过γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)与三甲基氯硅烷发生取代反应生成了新型有机硅单体γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，通过红外光谱、核磁共振等手段对产物进行了结构表征，表明KH-570分子中的-OCH-3基团已经被-OSi(CH3)-3基团所取代。然后再以新型有机硅单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为反应原料，采用种子乳液聚法合成了高硅含量硅丙复合共聚乳液，并对聚合物膜的性能进行测试和表征。实验结果表明：新型有机硅用量为10％的硅丙复合共聚物乳液比纯丙烯酸酯在耐水性、耐热性及力学性能等方面均有显著提高。
　　（3）通过以钠基蒙脱土作为载体，首先采用溶胶-凝胶法制备了蒙脱土/TiO2光催化材料，然后在此基础上，再通过化学沉积法制备了蒙脱土/TiO2/Cu2O 三元复合材料，XRD分析表明TiO2主要为锐钛相，并伴有少量的金红石相， Cu2O的纯度非常高；SEM测试可以看出TiO2覆盖在蒙脱土的表面与片层孔隙中，Cu2O均匀分布在TiO2与蒙脱土表面；紫外可见漫反射分析蒙脱土/TiO2/Cu2O复合光催化材料在300-600nm之间有两个强的吸收段，既能吸收利用紫外光也能吸收利用可见光，大大提升了对太阳光的利用率，并且很好的解决了TiO2与Cu2O在水性环境中易团聚的问题。
　　（4）分别选用有机氟改性丙烯酸酯共聚物乳液与高硅含量有机硅改性的丙烯酸酯共聚物作为乳胶漆的主要成膜物质，然后选用金红石型钛白粉作为颜料，滑石粉作为填料，并将上述制备的蒙脱土/TiO2/Cu2O光催化材料以填料的方式加入乳胶漆中，加入相应的助剂，并测定了乳胶漆的基本性能，然后采用上述制备的建筑乳胶漆，在模拟室内空气环境条件下进行光催化降解目标污染物甲醛的实验研究，对甲醛气体有比较高的降解率，能达到净化室外内空气中有机污染物的目的。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 建筑涂料概述

1.3有机氟与有机硅单体改性丙烯酸树脂的研究进展

1.4 TiO2在建筑涂料中的应用概述

1.5 选题的意义、主要研究内容与创新点

第二章 有机氟单体改性丙烯酸酯乳液的制备与表征

2.1 前言

2.2实验部分

2.3 测试与表征

2.4结果与讨论

2.5 结语

第三章 有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3测试与表征

3.4 结果与讨论

3.5小结

第四章 纳米复合光触媒的制备与性能研究

4.1前言

4.2.实验部分

4.3结果与讨论

4.4小结

第五章 建筑乳胶漆的制备与性能研究

5.1 前言

5.2 实验部分

第七章 结论与展望

参考文献

研究生期间发表的文章

致谢