摘 要

水性丙烯酸酯类涂料因其优异的涂膜性能，备受人们关注，近年来发展迅猛并被广泛运用在大多领域。但与此同时，丙烯酸涂料因为自身结构的限制，本身具有一定的缺陷，故需要对其进行改善来避免其缺点，使其能运用到更多的领域中。

本文旨在先制备出纯的丙烯酸涂料并制备成涂膜，通过对涂膜的各项性能进行测试分析，确定软硬单体的最佳配比，引发剂乳化剂等的最佳加入量。并在最佳加入量的情况下，测试并分析了纯丙烯酸涂料的红外光谱图。得出的结论有：硬软单体的最佳配比为0.7：1，引发剂用量为，乳化剂用量为 的时候乳液综合涂膜性能最佳；红外光谱在1670cm^-1峰值消失能表明了不含有单体中的C=C，即单体反应完全。

在制备出纯的水性丙烯酸以后用有机化蒙脱土对丙烯酸酯类乳液进行改性，为研究其抗菌性打好实验基础。具有抗菌性的季铵盐因为会和反应引发剂发生络合反应不能直接引入丙烯酸中，故选择用蒙脱土对其进行改性。本文先用季铵盐置换出钠基蒙脱土中的钠离子制备有机蒙脱土（OMMT），再在制备丙烯酸乳液的过程中加入OMMT，制备OMMT改性的丙烯酸乳液。并对改性蒙脱土和未改性蒙脱土进行了红外、XRD测试和热重分析，改性乳液和未改性乳液进行了红外热重等相关性能进行测试表征。得出的结论有：红外、XRD、和热重分析均证实了季铵盐成功置换出钠离子，插层于蒙脱土层间；乳液的红外分析证实了OMMT成功参与了乳液合成反应且，改性过后的丙烯酸乳液涂膜的接触角有了一定程度的提高。

关键词：水性丙烯酸乳液；季铵盐；蒙脱土

Abstract

Water-based acrylic coatings because of its excellent coating performance, much attention, in recent years, rapid development and is widely used in various fields. But at the same time, acrylic paint because of its own structure constraints, itself has a certain flaw, it needs to be improved to avoid its shortcomings, so that it can be applied to more areas.

The purpose of this paper is to prepare pure acrylic coatings and prepare them into coatings. The optimum conditions for the hardness of the hard and soft monomers and the optimum amount of initiator emulsifier are determined by testing and analyzing the properties of the coating. And the infrared spectra and thermogravimetric analysis of pure acrylic coatings were tested in the optimum amount. The results show that the optimum ratio of the hard and soft monomer is 0.7: 1, the amount of the initiator is the best performance of the emulsion coating when the amount of the emulsifier is used. The peak spectrum of the infrared spectrum can be expressed at 1670cm-1 Does not contain C=C in the monomer, that is, the monomer reaction is complete; thermogravimetric analysis shows that the emulsion Tg at this ratio is 52.09 ° C.

After the preparation of pure water-based acrylic acid with organic montmorillonite on the acrylic emulsion modified, in order to study its antibacterial ability to lay the experimental foundation. The antimicrobial quaternary ammonium salt is modified by the use of montmorillonite because it can not be directly introduced into acrylic acid because it reacts with the reaction initiator. In this paper, organic montmorillonite (OMMT) was prepared by quenching sodium ions from sodium montmorillonite with quaternary ammonium salt, and OMMT was added to prepare acrylic emulsion during the preparation of acrylic emulsion. The infrared, XRD and thermogravimetric analysis of modified montmorillonite and unmodified montmorillonite were carried out. The modified emulsions and unmodified emulsions were characterized by infrared thermogravimetric and other related properties. The results show that the infrared, XRD and thermogravimetric analysis confirmed that the quaternary ammonium salt was successfully replaced by sodium ions and intercalated in the montmorillonite layer. The infrared analysis of the emulsion confirmed that OMMT was successfully involved in the emulsion synthesis reaction, The contact angle of the acrylic emulsion coating after modification has been improved to some extent.

Key words: acrylic coatings；quaternary ammonium salt ；montmorillonite；

目 录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 丙烯酸树脂 1

1.2.1 丙烯酸发展简史 1

1.2.2 丙烯酸结构特点 2

1.2.3 丙烯酸树脂的改性 3

1.3 蒙脱土 3

1.3.1 蒙脱土结构 3

1.3.2 蒙脱土改性方法及相应研究进展 4

1.4 研究内容及目的 5

第2章 水性丙烯酸酯类涂料的制备及性能研究 6

2.1 引言 6

2.2 实验材料 7

2.2.1 实验试剂 7

2.2.2 实验仪器 7

2.3 实验部分 8

2.3.1 实验原理 8

2.3.2 实验方案 9

2.3.3 实验操作 9

2.3.4 涂膜制备 9

2.4 实验测试及性能表征 10

2.4.1 乳液外观 10

2.4.2 乳液凝胶率测试 10

2.4.3 涂膜吸水率测试 10

2.4.5 涂膜耐水性能测试 11

2.4.6 乳液稳定性测试 11

2.4.7 涂膜附着力测试 11

2.4.8 硬度测试 12

2.4.9 红外光谱（IR） 测试 12

2.5 实验结果分析 12

2.5.1 软硬单体的配比对乳液及其涂膜性能的影响 12

2.5.2 引发剂用量对乳液性能的影响 14

2.5.3 乳化剂用量对乳液性能的影响 15

2.5.4 乳液红外光谱（IR）分析 16

第3章 OMMT改性丙烯酸乳液的制备及性能研究 17

3.1 引言 17

3.2 实验材料 17

3.2.1 实验试剂 17

3.2.2 实验仪器 18

3.3 实验部分 18

3.3.1 有机蒙脱土（OMMT）的制备 18

3.3.2 OMMT 改性丙烯酸乳液制备 18

3.4 实验表征 19

3.4.1 有机蒙脱土的表征 19

3.4.2 OMMT改性丙烯酸乳液表征 19

3.5 实验结果与讨论 20

3.5.1 有机化蒙脱土实验结果与分析 20

3.5.2 OMMT改性丙烯酸乳液实验结果与分析 23

第4章 总结与展望 26

4.1 总结 26

4.2 展望 26

致谢 27

参考文献 28

绪论

引言

涂料就是能以不同方式覆盖在人们需要的材料上，可以起到提高所需材料使用性能的物质的总称^[1-5]。

所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体^[6]。

水性丙烯酸酯乳液作为一种常用的涂料，具有突出的抗紫外光老化、透光性、施工性、保色性，已被广泛应用于日用化工、功能膜、医用高分子等领域^[7-11]。但是，随着人们更加追求生活品质的提升，对产品的各项功能要求更加多元化，单纯的丙烯酸类涂料已经无法满足人们更高的要求。随着功能型涂料的推广，各种新型的涂料层出不穷，比如抗菌类涂料，在传统涂料中引入抗菌类添加剂，既不破坏原有体系，又能赋予涂料优异的抗菌性能，使得人们的生活更加舒适健康，还比如疏水类涂料，可以有效抵挡水污以及亲水性的污渍。与此同时，有研究称，在有机组分中添加无机粉末，可以有效地提高其机械强度，粘附力以及热稳定性能。