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无皂核壳乳液聚合是无皂乳液聚合和核/壳乳液聚合相结合的聚合新技术,兼备了两者的优点。本课题从安全环保的概念出发,把乳液聚合用单体作为环氧树脂的分散介质,制备环氧丙烯酸酯。在提高环氧树脂与丙烯酸酯化率的同时还避免了有机溶剂挥发产生的环境问题。采用半连续种子乳液聚合法合成了环氧丙烯酸酯无皂核壳乳液,并对乳液性能及其在防腐涂料中的应用进行了研究。具体研究内容如下:(1)首先研究了以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)分别作为分散介质时与环氧树脂E-44的相容性,确定最佳相容比例。然后以聚合单体稀释好的环氧树脂E-44、丙烯酸(AA)为原料,以三乙胺为催化剂、以对苯二酚为阻聚剂、制备环氧丙烯酸酯(EA)并对其影响因素进行研究。实验结果表明:m(E-44):m(St)=1:1.5,温度为100℃,催化剂用量为2%,阻聚剂用量为1%,E-44与AA摩尔比为1:1.05时,反应2h,环氧丙烯酸酯酯化率为95.48%;m(E-44):m(MMA)=1:1,温度为100℃,催化剂的用量为2%,E-44与AA摩尔比为1:1.05,阻聚剂用量0.5%时,反应3h,环氧丙烯酸酯酯化率为95.95%;m(E-44):m(BA)=1:1,在温度为100℃,催化剂用量为1%,E-44与AA摩尔比为1:1.05,阻聚剂用量为0.5%时,反应3h,环氧丙烯酸酯酯化率为91.22%。通过反应条件及反应产物的对比,确定了最佳反应条件,即以苯乙烯作为E-44分散介质制备环氧丙烯酸酯。对产物进行提纯,采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振13C谱对产物进行表征,产物与预期目标一致。(2)采用半连续种子乳液聚合法,以烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SE-10N)为反应型乳化剂,以AA为功能单体,以BA为壳单体、以(1)制备的目标产物作为核单体,选取氧化-还原引发体系,合成了环氧丙烯酸酯无皂核壳乳液。考察了乳化剂用量、引发剂用量、功能单体用量、壳乳液滴加时间、核壳比、聚合温度、水的用量对乳液性能的影响。实验结果表明:SE-10N用量为10%,引发剂用量为1%,功能单体用量为1%,核壳比为1:1,壳乳液滴加时间为1.5h,聚合温度为70℃,水的用量为1.8倍时,合成的乳液性能较好,固含量为33.49%,单体转化率为96.45%。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了环氧丙烯酸酯无皂核壳乳液的化学结构,用TEM对乳胶粒子的核壳结构进行观察。结果表明:聚合反应较完全,TEM结果表明合成的乳液具有明显的核壳结构。(3)以合成的乳液为涂料成膜物,通过正交实验法确定的水性防腐涂料的优化配方为:消泡剂用量为0.2%、分散剂用量为0.5%,颜基比为1.5。采用最佳配方制备的水性防腐涂料力学性能测试结果为:耐冲击性≥50kg?cm,附着力等级为1级,柔韧性为1mm。对涂层进行耐盐雾、耐水性及耐酸碱性测试。结果表明,配方9制备水性涂料防腐蚀性能最好。