纳米TiO2/PSB复合乳液的制备与性能研究

为了提高丁苯乳液涂膜力学性能,用硅烷偶联剂(KH-570)改性纳米TiO2,采用半连续种子乳液聚合法,制备TiO2/聚丁苯(PSB)复合乳液。采用FT-IR、TEM表征TiO2/PSB复合乳液乳胶粒子结构,结果表明合成了以TiO2为核的核壳结构纳米TiO2/PSB乳胶粒子。探讨了纳米TiO2、乳化剂、电解质、引发剂及增稠剂用量、聚合时间与温度、单体配比等对TiO2/PSB复合乳液性能的影响。确立了适宜的聚合工艺条件:纳米TiO2、乳化剂用量分别为总质量的0.5%和3.5%,电解质和引发剂用量为单体质量的0.4%,聚合温度和时间分别为64℃和3.5 h,可制备出高固高黏且性能优良的复合乳液。经纳米TiO2改性的PSB复合乳液涂膜性能较未改性的,在黏度、硬度、耐冲击性、耐洗刷性、附着力及耐水性等方面均有明显改善。     

核壳结构纳米TiO_2/丁苯复合乳液制备研究

以硅烷偶联剂改性的纳米TiO2为核,阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)与非离子乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂,其质量比为1:1,采用半连续种子乳液聚合法,制备了具有核壳结构的纳米TiO2/聚丁苯(PSB)复合乳液,其固含量最高可达50%以上,黏度可依据不同使用要求进行调节。     

纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合乳液的合成及其涂膜性能

以改性硅溶胶与丙烯酸酯类单体原位聚合,采用单体预乳化、半连续滴加法制备了高硅含量纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,研究了纳米SiO2和甲基丙烯酸(MAA)的用量、乳化剂配比和乳液固含量对乳液性能的影响,利用红外光谱、热重分析等方法对乳液结构和热稳定性进行了表征,测试了乳胶膜的性能。当SiO2用量为20%,乳化剂中m(OP-10):m(DNS-86)=1:3,功能性单体MAA用量为5%,乳液固含量为40%时,可制得稳定性良好的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,其涂膜硬度为6H,附着力1级,耐磨性达2500r,且具有良好的耐水性和耐热性。     

种子乳液聚合法制备纳米SiO_2/苯丙复合乳液

采用种子乳液聚合工艺,用经硅烷偶联剂改性后的纳米SiO2原位合成了纳米SiO2/苯丙复合乳液。通过正交实验确定了最佳原料配比和聚合工艺条件,并对复合乳液性能进行了分析与表征。结果表明,当功能单体的用量为单体总量的5%、阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)与非离子乳化剂辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)质量比为1颐1、复合乳化剂总量3%、纳米SiO2含量为单体总量的1.5%、聚合温度为80℃时,可制备具有良好综合性能的复合乳液,其涂膜耐水性、硬度、附着力等均优于普通苯丙乳液。该复合乳液乳胶粒粒度呈单峰分布,平均粒径为101nm,具有核/壳结构。     

细乳液聚合法TiO_2/PMMA纳米复合粒子的制备及其性能

采用细乳液聚合法制备了二氧化钛/聚甲基丙烯酸甲酯(TiO2/PMMA)纳米复合粒子,研究了引发剂、助乳化剂、乳化剂、单体结构对TiO2/PMMA纳米复合粒子性能的影响。结果表明,十六烷(HD)比十二醇和十六醇更能有效抑制甲基丙烯酸甲酯(MMA)液滴在水相中的Ostwald熟化效应,当MMA占TiO2质量的60%,HD占单体质量的6%,可聚合乳化剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)占整个体系质量的2%时,制备TiO2/PMMA纳米复合粒子分散体的粒径为185 nm,此时TiO2/PMMA纳米复合粒子与细乳液粒径差距较小;采用TiO2/PMMA纳米复合粒子制备喷墨印花用白色涂料墨水的稳定性和遮盖力明显优于同等条件下TiO2所制备的涂料墨水。     

基于细乳液聚合法TiO2/PMMA纳米复合粒子的制备及其性能

采用细乳液聚合法制备了二氧化钛/聚甲基丙烯酸甲酯（TiO2/PMMA）纳米复合粒子,考察了引发剂、助乳化剂、乳化剂、单体结构和种类对TiO2/PMMA纳米复合粒子性能的影响。结果表明与十二醇和十六醇相比,十六烷（HD）更能抑制甲基丙烯酸甲酯（MMA）液滴的Ostwald熟化效应,当MMA占TiO2质量分数的60%,HD对单体质量分数的6%,可聚合乳化剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵（DNS-86）占整个体系的质量分数为2%时,制备TiO2/PMMA纳米复合粒子分散体的粒径为185nm,此时TiO2/PMMA纳米复合粒子与细乳液粒径差距较小;采用TiO2/PMMA纳米复合粒子制备白色涂料墨水的稳定性和遮盖力明显优于同等条件下TiO2所制备的涂料墨水。     

细乳液聚合制备二氧化钛/聚苯乙烯复合微球及其形貌分析

采用细乳液聚合法,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷改性的TiO2粒子为核,制备了核壳结构的TiO2/聚苯乙烯(PS)复合微球。研究了超声细乳化时间、乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)的浓度、TiO2用量对细乳液粒径及其分布的影响。通过纳米粒度与Zeta电位分析仪、红外光谱、透射电镜等分析手段对产物进行了表征。结果表明,随着超声细乳化时间的增加,初始液滴的粒径变小。聚合后的乳胶粒粒径随着SDS浓度的增大而减小;TiO2用量不足导致乳胶粒粒径分布变宽,且出现双峰;制备所得的TiO2/PS复合微球粒度分布较为均匀,平均直径为176.5 nm,球形规整度较好。     

核壳结构纳米TiO2/PMMA/PU复合基耐洗刷涂料的制备

为制备水性聚氨酯(WPU)耐洗刷涂料,用硅烷偶联剂改性纳米TiO2,并采用预聚体分散、种子原位乳液聚合法分别制备了TiO2/PU、TiO2/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/PU复合乳液.探讨了n(-NCO):n(-OH)(R值)、纳米TiO2加入方式与含量、MMA/PU质量比及填料与功能助剂类型对Pu耐洗刷性能的影响.透射电镜形貌观察表明:TiO2/PMMA/PU复合乳液乳胶粒子具有以TiO2为核的核壳结构.结果表明乳液种类对涂膜耐洗刷性影响较大,当纳米TiO2含量为0.5%、PMMA/PU质量比1:4时,多层核壳结构复合乳液的耐洗刷性最好,达6 350次;选择片状结构、质地较硬的填料、微纤及防水助剂能显著提高PU涂料耐洗刷性,优化配方可制备出耐洗刷性达10 000次以上PU乳液涂料.     

有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳胶涂料的研究

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)溶胶,并用含有可聚合基团的硅烷偶联剂(KH-570)对其进行接枝改性,制备可聚合的有机硅改性纳米TiO_2溶胶,然后通过核壳乳液聚合法,制备有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳液,并配制乳胶涂料。研究了改性纳米TiO_2溶胶、乳化剂和引发剂的用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:有机硅/纳米TiO_2改性乳胶膜玻璃化转变温度和热稳定性有所提高,乳胶涂料的综合性能也有所改善。     

高性能水性印花涂料的制备

以丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、环氧树脂和乳化剂分别制备核、壳预乳化剂,然后通过种子乳液聚合法制备了具有核壳结构的聚合乳液。以环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570对聚合乳液进行改性,制备了印花涂料用乳液。研究了乳化剂和核壳单体的配比以及不同改性剂用量对乳液稳定性和成膜性能的影响。结果表明,制备乳液的较佳条件为:复合乳化剂[m(十二烷基硫酸钠)∶m(非离子型乳化剂OS-15)=1∶3]的质量分数为4%,核单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=1∶1∶3、质量分数为30%～40%,壳单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=2∶1∶1,改性剂环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570的用量分别为2%和6%。当烘焙工艺条件为140℃/3min时,制得的印花涂料涂膜在弹性、手感、牢度等性能指标方面均达到了设计要求。     

Monte Carlo模拟在丁二烯/苯乙烯乳液聚合中的应用研究

以概率论中的大数法则和中心极限定理为基础,通过对成核阶段条件的简化,建立了丁二烯/苯乙烯乳液聚合成核阶段的Monte Carlo模型,模拟考察了乳化剂、引发剂浓度对丁苯乳液聚合反应速率的影响,对丁苯乳聚成核阶段模拟结果进行回归表明,乳胶粒数目N p与乳化剂浓度[S]和引发剂浓度[I]的关系为：N p=k[S]0.606 2[I]0.405 5,与Smith-Ewart经典理论相吻合。改善乳液聚合生成的乳胶粒径分布以及乳胶粒数目是提高乳液聚合中单体转化率最为有效的方法。模拟计算结果表明,将单体转化率从62%提高到70%,引发剂浓度的增加量应在12.90%~34.89%（摩尔分数）之间,乳化剂浓度的增加量应在12.6%~22.16%（摩尔分数）之间。与实验结果进行对比,数据吻合,验证了模拟计算的可靠性和有效性。     

补加乳化剂提高丁二烯/苯乙烯的聚合速率

以丁二烯/苯乙烯乳液聚合反应10h、转化率达到70%为研究目标,在分析了标准配方条件下提高转化率对反应时间影响的基础上,考察了补加乳化剂对反应后期聚合速率及胶乳黏度、粒径和机械稳定性的影响,与采用增加初始乳化剂法进行了对比,并探讨了补加乳化剂提高反应后期聚合速率的作用机理。结果表明,增加初始乳化剂用量可以显著提高聚合速率,但胶乳黏度明显增大,且机械稳定性降低;补加乳化剂有利于提高反应后期的聚合速率和胶乳的机械稳定性;乳化剂补加量越大,反应后期的聚合速率越快;当乳化剂补加量相同时,在反应时间为2～4h,补加时机越早,反应后期聚合速率越快;补加乳化剂的最佳工艺条件为:乳化剂初始量100%,补加量10%,补加时机为反应2h。     

反应型乳化剂在核壳丙烯酸酯乳液合成中的应用

本研究采用种子乳液聚合法,将反应型乳化剂、非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂进行复配,以BA、St、MMA、AA为单体合成了具有核壳结构的聚丙烯酸酯类乳液。试验表明：乳化剂用量为2.5%,G-30∶NP40∶HAPS比例为1∶2∶1,乳化剂在核壳中的比例为2∶1,得到的乳液具有核壳结构,胶膜综合性能良好。     

高固含量核壳型丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,采用半连续种子乳液聚合方法合成了具有核壳结构的高固含量(不挥发物质量分数≥50%)丙烯酸酯乳液。采用红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪(LPA)、透射电镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,同时考察了乳化剂的用量及复配比、引发剂、交联剂以及核单体中软单体含量对乳液性能的影响。结果表明:软﹑硬单体发生了共聚反应;乳液粒径分布较窄,核层聚合时适当加入少量BA,乳液的稳定性能明显提高,复合乳化剂m(SDS)∶m(OP-10)为2∶1且质量分数为3%,引发剂KPS质量分数为0.5%,交联剂EGDMA质量分数为2%时可制得性能较好的乳液。     

半连续乳液聚合法制备纳米苯丙乳液

探讨了苯乙烯和丙烯酸丁酯分别作为硬单体和软单体,用半连续乳液聚合工艺制备纳米苯丙乳液的条件;研究了乳化剂类型、配比、用量和乳液固体含量对乳液聚合及乳液涂膜性能的影响,特别是在不同条件下对制得的乳液粒径、黏度、凝聚率、贮存稳定性、钙离子稳定性、涂膜外观、吸水率、光泽度等的影响。结果表明,当乳化剂为SLS/OP复合乳化体系、其物质的量的比为2∶1、乳化剂用量为4%、乳液固体含量为40%时,可以得到纳米尺度的苯丙乳液,聚合反应稳定性和乳液性能良好。     

原位聚合法制备纳米TiO2/有机硅改性丙烯酸酯复合乳液

用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛(TiO2)粒子表面进行预处理，使其表面由亲水性变为疏水性，并在其表面接枝上可反应的有机官能团。通过改性纳米TiO2表面上的原位聚合反应，制备了纳米TiO2／硅丙复合乳液。透射电子显微镜观察结果显示，乳液中存在两种结构的乳胶粒子：一种是以聚丙烯酸酯为核、有机硅聚合物为壳的核壳结构硅丙乳胶粒子；另一种是以纳米TiO2为核、有机聚合物为壳的纳米TiO2／聚合物复合结构乳胶粒子。乳胶粒子的结构形态可由乳化剂的用量控制。该复合乳液具有较好的杀菌效果，在较短时间内对细菌的杀灭率可达90％以上。     

聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯核-壳粒子的制备

由种子乳液聚合法制备了聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯核-壳粒子。以过硫酸钾(KPS)为引发剂,辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为乳化剂,合成了聚苯乙烯(PS)种子核;连续滴加甲基丙烯酸甲酯(MMA),在核表面富集MMA,制备了粒径范围在0.16~0.67μm的核-壳粒子;当单体苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯(St/MMA)的比为30∶70(质量比)时,所得粒径在0.18μm,粒径分布为0.012。差示扫描量热(DSC)研究显示,复合粒子的玻璃化转变温度(Tg)为97.2℃,峰形单一,表现出良好的热性能。     

聚合物乳液型抑尘剂的研制简

以苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）为主要原料,引入丙烯酸（AA）作为功能单体,采用预乳化种子聚合法成功合成了性能优良的三元共聚苯丙乳液,以该乳液加入其他辅料,配制成固沙抑尘剂。着重讨论了引发剂、乳化剂以及功能单体用量等因素对于乳液性能的影响。当St：BA=45／50-50／45,引发剂过硫酸铵（APS）用量为单体质量6％,在适量乳化荆机AA提供交联点的作用下,合成的固沙抑尘剂效果最好。     

纳米二氧化钛/丙烯酸酯复合乳液的制备及反应稳定性研究

采用预乳化及种子乳液聚合方法制备了纳米二氧化钛/丙烯酸酯复合乳液,研究了丙烯酸(AA)、过硫酸钾(KPS)、乳化剂及纳米二氧化钛用量对聚合反应稳定性的影响,并采用红外光谱对复合乳胶膜的结构进行了表征。结果表明:当AA、KPS、乳化剂和纳米二氧化钛的用量分别为3.0%,0.5%,3.3%和2.0%时,体系中的凝胶较少,具有良好的聚合反应稳定性。