环保型木器涂料用丙烯酸乳液

摘要

丙烯酸乳液具有优良的成膜性、粘接性、耐光性、耐候性和耐腐蚀性，可制造水性、粉末和光辐射固化等多个品种的涂料。目前，随着人们对涂料的绿色化、高性能化和节能化要求，传统的丙烯酸乳液难以满足这些要求。因此，必须对传统的丙烯酸乳液进行改进。本文采用种子乳液聚合法合成了纯丙烯酸酯乳液及有机硅改性丙烯酸酯乳液。乳液平均粒径为90nm左右，粒径分布均匀，具有良好的机械性能、耐化学性能、冻融稳定性以及优良的耐水性。在室内装修、工业防护和皮革处理等领域具有良好的应用前景。同时，采用美国高斯公司的量子化学计算软件Gaussian03和GaussView对丙烯酸酯共聚反应进行了反应途径的计算。
　　 首先采用了一种新型的可聚合反应乳化剂来合成纯丙乳液，考查了该乳化剂种类及用量对乳液性能及反应速率的影响。通过比较发现采用可聚合反应乳化剂V和非离子型乳化剂OP-10作为复合乳化体系，用量比为1:1，总用量为2％(质量含量)为宜。聚合温度控制在85℃左右；采用过硫酸氨作为引发剂，用量为0.2％；讨论了各种工艺条件对乳液性能的影响。
　　 在合成纯丙乳液的基础上，选择了有机硅氧烷KH-570来对体系进行改性。讨论了有机硅氧烷在体系中的反应机理及控制手段。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、差热扫描(DSC)和场发射电子透射显微镜(TEM)对体系进行了表征，并讨论了有机硅对乳液性能及合成稳定性的影响。并以常温交联固化的有机硅改性丙烯酸乳液为基料制备水性木器涂料，研究了影响涂膜硬度、耐划伤性、抗粘连性和耐磨性的影响因素。
　　 论文最后选取甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸为研究对象，运用量子化学计算方法对甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸分子的基态和激发态，及其各自的本体聚合的聚合产物进行了较为深入的研究。其中包括采用B3LYP和CIS方法对甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸分子的基态和激发态的几何结构，电子轨道的理论研究，在此基础上进一步研究了甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸本体聚合的二聚体和三聚体的分子结构，红外图谱分析比较。在微观分子水平上深入分析了甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸基态和激发态的微观结构，及本体聚合的二聚体和三聚体分子间的能量差异。