丙烯酸树脂的改性及疏水性能的研究

作     者：江任之 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：乔学亮

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：疏水涂料 溶液聚合 有机硅 含氟共聚物 

摘      要：疏水涂料是涂料业中的一个应用广泛的方向,有着极大的应用前景。然而目前疏水涂料的研究多处于实验室阶段,成本高,工艺复杂,且由于目前的制备工艺复杂在工业化生产方面受到了诸多限制。采用溶液聚合制备疏水涂料的方法工艺简单,易于实现,在工业化方向有着极好的可实现性。 本文首先研究了丙烯酸树脂的合成,并研究了两种改性丙烯酸树脂的方式及性能,确定当甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的配比为3:1时,未改性丙烯酸树脂的综合性能最好。对于不饱和有机硅改性丙烯酸树脂,确定了以偶氮二异丁腈引发剂,以丙酮为溶剂其浓度为80%,反应温度为50～60℃,对溶液聚合进行红外表征,证明了硅氧烷的加入使得涂层的对蒸馏水与乙二醇的接触角分别提高了10°0°,并研究了引发剂含量,改性丙烯酸树脂中有机硅含量对树脂的影响,得到引发剂含量过高影响疏水涂料的耐水性,同时随着有机硅含量的增加,丙烯酸树脂的耐水性,疏水性能及耐酸性能都得到提高。有机硅含量过高使得硬度下降,有机硅改性丙烯酸树脂的中不饱和有机硅的含量不易超过33%,反应时间超过4h将出现胶团,干燥固化温度在50℃适合。 采用含氟丙烯酸与普通丙烯酸树脂共聚的方法,确定以偶氮二异丁腈引发剂,以为N,N-二甲基甲酰胺溶剂其浓度为80%,反应温度为50～60℃,对溶液聚合得到的树脂进行红外表征,证明了含氟基团的有效加入。研究了一次加料和二次加料的区别,实验证明采用二次加料的方式可提高改性共聚物的性能,在反应2.5h后加入有显著的效果,同等条件下含氟共聚物的二次加料的方法与一次加料方法相比可提高15°左右。当含氟丙烯酸酯与普通丙烯酸酯共聚完成,溶液颜色逐步变浅为淡黄色时,粘度颜色不再变化。