溶胶改性外墙抗污乳胶涂料的研究

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丙烯酸树脂具有良好的柔韧性、粘附性、化学稳定性等优点,但其耐水性、耐酸碱性、抗沾污性较差,阻碍了它进一步发展。含氟高分子聚合物具有低表面能和耐高温性,是抗污乳胶涂料的首选材料。但其价格昂贵,市场实用性较差。硅溶胶和钛溶胶作为一种价格低廉的低表面能材料,将其作为改性材料取代含氟树脂中部分含氟单体,同时对含氟树脂的抗污性和其他性能影响不大,具有很高的实用价值。含氟树脂乳液作为一种外墙涂料基料,其固化膜具有良好的抗污性。本文采用种子乳液聚合法合成了稳定的核壳型含氟丙烯酸树脂微乳液。在种子乳液聚合的过程中,通过控制变量法研究了软硬单体的配比、含氟单体含量、乳化剂用量、引发剂用量、反应温度、pH值等因素对乳液的外观、粒径、硬度、凝胶率、接触角等性能的影响。结果如下:软硬单体(BA:MMA)质量比为1:1.24,氟单体含量为14.6%,复合乳化剂(OP-10:SDS)质量比为3:1,反应温度为75~80℃,pH值适宜范围为8~9。此法制备的聚合物涂膜与水的接触角均在90°以上,具有良好的抗污性。本文首先采用水解法制备了稳定的钛溶胶和硅溶胶,然后分别用两种溶胶对含氟丙烯酸树脂乳液进行改性,制备成溶胶改性的含氟丙烯酸树脂乳液。并用红外、透射电镜、TG等分析手段对其表征,分析了其微观结构,结果表明:硅溶胶改性的含氟丙烯酸树脂乳液均匀且稳定,乳液为核壳结构,乳胶涂膜在300℃左右高温条件不被破坏。当硅氟摩尔比1:1时,胶膜与水的接触角>100°,说明硅氟涂膜具有很低的表面能,是具有荷叶效应的一种理想的疏水材料。以硅溶胶改性的含氟丙烯酸树脂乳液为成膜物质,加入高岭土、钛白粉、滑石粉等作为填料,流平剂、消泡剂、增稠剂等助剂为辅助成分,通过适当的工艺制备出溶胶改性外墙抗污乳胶涂料。用SEM对涂料表面形貌进行表征,并进行耐沾污性能测试,涂料的耐沾污性等级为0级。与市售乳胶涂料相比,涂膜耐水性、疏水性、耐沾污性明显增强。
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