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在乳液合成技术飞速发展的今天,乳液及其相关的一些油漆产品越来越广泛的应用到我们生活的方方面面,这对乳液产品的性能和实际应用要求也逐渐提高。丙烯酸酯类乳液作为乳液研究领域中的一个分支,具有成膜性能好、与基材附着力强的优点,但是在高低温环境中性能变差,且耐水耐污等性能不好。因此,开发新型丙烯酸酯类乳液是乳液研究领域中一个重要的研究方向氟硅元素引入聚合反应过程,水为分散介质,在减少环境污染的同时,设计合成一类新型的丙烯酸酯乳液。创新点在于将纳米SiO2和FM引入了聚合过程,通过合成工艺参数和涂膜性能的研究,优化了合成工艺,获得了综合性能优良的丙烯酸酯乳液。先将纳米SiO2在无水乙醇中进行超声分散,再选用硅烷偶联剂(KH570)作为改性剂对纳米SiO2进行表面改性,然后在油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、水溶性引发剂(AIBA)引发作用和交联剂丙烯酸羟乙酯(HEA)的交联作用下,与其它单体丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)以及全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM)进行聚合反应,合成了氟硅改性丙烯酸酯无皂乳液。在条件实验中,采用单因素法对改性合成的原料配比和反应条件进行了优化筛选,使最终的合成的改性乳液产品具有更稳定和更优越的性能。然后采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重和微商热重分析(TGA和DTG)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测量仪、激光粒度分析仪测试(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)和锥形量热仪等对改性乳液及其所成涂膜的结构和性能进行了测试分析。分析及测试结果表明:(1)纳米SiO2、氟硅改性乳液的比较合理的反应条件为:反应温度80℃,共聚反应时间7h,纳米SiO2与无水乙醇的用量比为1:100,改性剂硅烷偶联剂(KH570)最佳用量为单体总质量的1.97%,其余单体质量比为m(BA):m(MMA):m(FM):m(DMC):m(HEA)=15.76:31.04:29.56:20.69:0.49,引发剂AIBN和AIBA的最佳用量均为单体总质量的0.69%,共溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入量与单体总量相等。(2)当Nano-SiO2和FM的加入量分别为单体总质量的0.49%和29.56%时,改性后的聚合物乳液和乳胶膜各项性能达到最优:乳液均一稳定,pH为7.2~7.7,呈半透明状,;粒径分布测试表明,多分散指数为0.132,乳胶粒子的平均粒径为148.7nm;常温下贮存稳定性大于100d;乳液所成涂膜吸水率约为8%,铅笔硬度2H,附着力等级为1级,对水接触角为116°,耐水性及耐其他溶剂性良好。