论文总字数：15393字

摘 要

在对环保越来越重视的现在，人们越来越重视低污染和资源利用率高的产品。水性涂料以水为溶剂，不仅不含有毒溶剂，可以节省大量的资源，而且不会对环境造成污染。因此，水性涂料以其性能与环保优势，备受各国推崇，逐渐成为涂料行业的领头军。

本论文选择丙烯酸正丁酯（BA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为基础单体。乳化剂：十二烷基磺酸钠（SDS）和OP-10，两种物质复配，预乳化制成半连续种子乳液，选用官能甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）参与乳化、单体丙烯酸（AA）参与滴加。本实验选择过硫酸铵（(NH4)2S2O8）为引发剂，以碳酸氢钠（Na₂HCO₃）做缓冲剂，反应温度80℃，滴加时间3.5h，聚合合成水性丙烯酸树脂分散体。用氨水中和乳液的PH值至8-9，。实验发现：基础单体占总单体的87%,BA:MMA=3:2；丙烯酸（AA）占总单体量的3.6%、甲基丙烯酸羟乙酯占总单体量的9.7%；乳化剂为SDS：OP-10=1:0.8，复配使用，两种乳化剂中4/5用量参与预乳化，剩下的1/5乳化剂制备种子乳液时加入；引发剂占总单体的0.70%-0.75%，20%引发剂溶液一次性加入已制备好的种子乳液；缓冲剂用量0.6%；能够合成的水性丙烯酸树脂分散体外观和性能最佳。

关键词：水性丙烯酸树脂 乳液聚合 改性

Preparation and Modification of Waterborne Acrylic Resin dispersion

Abstract

Nowadays, people pay more and more attention to the products with low pollution and high resource utilization. Using water as solvent, waterborne paint not only contains no toxic solvent, but also saves a lot of resources and does not pollute the environment. Therefore, waterborne coatings, with its performance and environmental protection advantages, has been respected by many countries, gradually becoming the leader of the paint industry.

In this thesis, the basic monomers, butyl acrylate (BA) and methyl methacrylate (MMAA), are needed. The semicontinuous seed emulsion was prepared by pre-emulsifying sodium dodecyl sulfonate (SDS) and OP-10 emulsifier. The functional hydroxyethyl methacrylate (Hema) was used to emulsify the emulsion and the monomer acrylic acid (AA) was added into the emulsion. In this experiment, ammonium persulfate (NH₄H₄H₂O₈) was used as initiator, sodium bicarbonate (Na₂HCO₃) was used as buffer, reaction temperature was 80 ℃, time was 3.5 h, water borne acrylic resin dispersion was synthesized. Neutralizing the emulsion with ammonia to a PH value of 8-9 ,. The results show that the soft and hard monomers account for 87% of the total monomers,BA:MMA=3:2, the amount of AA was 3.5%, the amount of Hema was 9.8%.The optimum ratio of SDS and OP-10 was 1: 0.8,80% emulsifier,and the remaining 20% emulsifier was added to seed emulsion. The amount of initiator was 0.7% and one third of the time was added in the preparation of seed emulsion, and the amount of buffer was 0.6. The waterborne acrylic resin dispersion which could be synthesized was the best in appearance and properties.

Key words: aqueous acrylic resin dispersion; emulsion polymerization; modified

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景及目的 1

1.2.水性丙烯酸树脂的组成结构 1

1.3水性丙烯酸分散体的合成方法 2

1.3.1溶液聚合 2

1.3.2乳液聚合 2

1.3.3悬浮聚合 2

1.4水性丙烯酸树脂的分类 3

1.4.1按水性丙烯酸树脂的外观和在水中的溶解性分类分为： 3

1.4.2按水性丙烯酸树脂的官能团及原料分类 3

1.4.3按加入的表面活性剂的电荷类型分类 4

1.5.水性丙烯酸树脂的改性 4

1.5.1环氧改性水性丙烯酸树脂 4

1.5.2有机硅改性水性丙烯酸树脂 4

1.5.3有机氟改性水性丙烯酸树脂 5

1.6水性丙烯酸涂料的发展方向 5

1.7水性丙烯酸酯分散体的反应机理 5

1.7.1链引发 6

1.7.2链增长 6

1.7.3链终止 6

1.8研究意义 6

1.9研究内容 7

第二章 水性丙烯酸树脂合成材料与工艺 8

2.1单体的选用及用量 8

2.2引发剂的选用及用量 9

2.3乳化剂的选用及用量 9

2.4缓冲剂的选用及用量 9

2.5实验原料和试剂 10

2.5.1根据上一节对实验原料用量的统计： 10

2.5.2实验设备和仪器 10

2.6水性丙烯酸树脂的合成方法 11

2.6.1器材制备 11

2.6.2预乳化 11

2.6.2种子乳液制备 11

2.6.3乳液聚合 12

2.7水性丙烯酸分散体的性能测定 12

2.7.1乳液外观 12

2.7.2凝胶率的测定 12

2.7.3固含量的测定 12

2.7.4乳液粒径的测定 12

2.7.5流变性的测定 13

第三章 水性丙烯酸树脂的改性 14

3.1软硬单体配比对乳液聚合的改性 14

3.2功能单体对乳液聚合的改性 16

3.3乳化剂对乳液聚合的改性 17

第四章 结论与展望 18

4.1结论 18

4.2展望 19

参考文献 20

致谢 23

第一章 绪论

1.1课题背景及目的

现如今我国社会的飞速发展，离不开全国人民的不懈努力。然而在人民的生活水平不断提高的同时，环境问题，这个与人民的生活息息相关，无论是衣服、食物、住所还是交通，它们都是密切相关的，环境治理迫在眉睫。

于20世纪30年代，人们开始乳液的研究和开发。自1950年使用乳液聚合法研制与应用水性丙烯酸分散体以来，到70年代，丙烯酸酯乳液发展迅速。其以具有良好的的耐水，耐候及耐碱等性质，在诸多领域(如建筑材料、织制品、藤制品、木制品等)都有光防护等性能。由于早期合成丙烯酸树脂分散体的粒径粗，粒径分布广，光泽度低等问题，因此只能用于无光内外墙涂料的制备，不能满足性能上半光滑和有光泽涂层的要求。随着合成工艺的不断改进及合理使用表面活性剂，人们已经能够控制水性丙烯酸分散体的粒度，乳胶的光泽度可达80%以上，已经能满足许多领域中对涂料在的应用要求。

请支付后下载全文，论文总字数：15393字