低吸水率水性隔热保温涂料的制备及性能

[目的]随着水性隔热保温涂料在工业涂装领域的广泛应用,其吸水率较高引发的涂层隔热性能下降问题亟需解决。[方法]以苯丙乳液作为主要成膜物,以偶联剂表面改性的中空玻璃微珠作为隔热填料,以涂层的导热系数和吸水率作为主要性能指标,制备了一种低吸水率的水性隔热保温涂料。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对不同偶联剂处理的中空玻璃微珠进行了表征,通过扫描电子显微镜(SEM)考察了涂层的微观结构和形貌,测试了浸水前后涂层的导热系数、力学性能和粘结强度。[结果]铝酸酯偶联剂的改性效果比硅烷偶联剂好。当铝酸酯偶联剂改性中空玻璃微珠添加量为25%(质量分数)时,涂层的综合性能最优,24 h吸水率为9.32%,浸水168 h后的导热系数为0.1228 W/(m·K),拉伸强度为2.45 MPa,断裂伸长率为28.37%,拉拔法粘结强度为2.32 MPa。[结论]采用合适的偶联剂对中空玻璃微珠进行表面改性可有效改善隔热保温涂料体系中有机-无机界面的相容性,从而降低其吸水率,增强其力学性能。

TiO_(2)/有机硅溶胶改性含氟苯丙乳液的制备及性能表征

为改善含氟苯丙乳液的疏水性、热稳定性及力学性能,以钛酸丁酯(TBT)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,通过溶胶-凝胶法制备出TiO_(2)/有机硅溶胶(TS),并将其与丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)及其他丙烯酸类功能单体作为主要原料,通过半连续加料法及种子乳液聚合,制备出一种TiO_(2)/有机硅溶胶改性的含氟苯丙乳液(TS-BHSAG)。探讨了不同TS含量对乳液转化率的影响,利用FTIR、纳米粒度仪、稳定性分析仪、XPS、XRD、SEM、AFM、TGA表征研究了乳液及乳胶膜的结构组成及应用性能。结果表明,当TS含量逐渐增加时,乳液转化率及稳定性呈持续下降趋势;随着TS含量增加,乳液平均粒径从55.58 nm增至106.16 nm;FTIR及XPS结果显示,TS-BHSAG乳胶膜中形成了Si-O-Si、Si-O-Ti、CF2键,证实TS被初步合成,且其与G04一起被引入聚合物中;XRD结果表明,TS是以无定形相分散于丙烯酸树脂基体中;通过SEM与AFM观察到,TS纳米粒子在乳胶膜表面构成峰状粗糙结构,增强了乳液的疏水性能;TGA结果表明,在热失重为10%及50%时,TS-BHSAG的热分解温度分别为380.59℃、415.39℃,在600℃时,乳胶膜的残余质量分数从4.78%增加到8.56%;当TS添加量为3%时,TS-BHSAG乳胶膜的接触角为121°,附着力为1级,耐冲击性能为50 cm,硬度为2H,吸水率为6.1%。

改性贝壳粉对苯丙乳液保温涂料性能的影响

通过羧甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸钠(ALG)与苯丙乳液(SAE)交联反应合成了一种改性苯丙乳液(SSC),辅以KH-550硅烷偶联剂改性贝壳粉(SP)等填料,制得一种改性贝壳粉-苯丙乳液(SP-SSC)涂料,对其保温性能及力学性能进行研究。实验结果表明,硅烷偶联剂改性后的贝壳粉在乳液中的分散性更好,增强了涂层的保温性及柔韧性。添加量为28.0%的SP填料与SSC乳液所形成的涂料的综合性能最佳,其涂层的导热系数低至0.118W/(m·K),隔热温差达10.2°C,耐擦洗性超过16000次,符合GB/T 9756–2018《合成树脂乳液内墙涂料》标准的要求。

用于延缓交联的多重乳液体系的热稳定性及运移行为

有机延缓交联及油包水乳液延缓交联方法在实现凝胶深部调剖、改善开发效果方面存在一些不足,为此制备了多重乳液延缓交联体系,研究了其热稳定性及运移行为。这种交联体系是在柴油为油相、Cr(AC)3交联剂为内水相、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(T20)为水包油乳化剂、聚异丁烯基丁二酰亚胺(T161)为油包水乳化剂的条件下制成的多重乳液延缓交联体系,具有更高的热稳定性。此外,传统Cr(AC)3经多重乳液包覆处理后,在多孔介质中的运移能力提高2.12倍。可作为较高油藏温度条件下高含水率、高采出程度注水开发油田实施深部调剖措施的有效手段。

苯乙烯-丙烯酸丁酯/蒙脱土复合乳液制备及涂层耐蚀性研究

通过半连续乳液聚合法以苯乙烯,丙烯酸丁酯和蒙脱土为主要原料合成了苯丙乳液/蒙脱土纳米复合材料。透射电镜表征了粒子的形貌,表明乳液胶粒呈球形,粒径分布范围约为110nm;XRD表征改性乳液的结构,表明苯丙乳液插层到蒙脱土层间形成插层与部分剥离型纳米复合材料;TG、DTG表征复合材料的热稳定性,表明与苯丙乳液相比,纳米复合材料的热稳定性提高了22℃,2%质量分数蒙脱土改性乳胶膜最大分解速率温度提高了16℃;Tafel极化曲线表征改性前后涂层在钢材基板上的耐腐蚀性,不同质量分数的复合乳液的腐蚀电位均有不同程度的正移,2%蒙脱土质量分数改性的乳液耐蚀性最好。

丙烯酸改性芳香族聚醚聚氨酯分散体热稳定性的研究

本文利用丙烯酸酯与带有活性官能团的聚氨酯预聚体反应,生成了水分散的丙烯酸酯改性聚氨酯分散体。FTIR、SEM及TG/DTG分析测试结果表明由于分子中各链段之间及分子之间的相互作用,聚合物的热稳定性比单一活性氢化合物(N330、DMPA)与TDI反应时生成物的热稳定性明显提高。

丙烯酸酯乳液热稳定性能的研究

随着高性能高分子材料的不断开发与应用,具有优异耐热性能的丙烯酸酯乳液必将成为今后材料领域发展与研究的热点之一。介绍了采用有机硅、有机氟、纳米材料、苯乙烯、交联单体等对丙烯酸酯乳液进行改性以提高丙烯酸酯乳液热稳定性能的理论依据及发展现状,并对耐热性丙烯酸酯乳液的发展前景进行了展望。

苯丙乳液改性天然胶乳的研究

以乳液聚合法制备苯丙乳液,并采用苯丙乳液对预处理的天然胶乳进行改性,研究改性天然胶乳的性能。结果表明,以甲基丙烯酸酯类单体与苯乙烯合成的苯丙乳液对经过预处理的天然胶乳进行改性,当苯丙乳液/天然胶乳用量比不超过50/50时,改性天然胶乳的稳定性优异,改性天然胶乳胶膜的物理性能良好。

细乳液制备梳状有机硅氧烷改性含氟丙烯酸酯共聚物

通过细乳液聚合法,以甲基丙烯酸六氟丁酯(FA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和羟基硅油(HPMS)为反应单体,成功制得了性能优异的梳状有机硅氧烷改性含氟丙烯酸酯共聚物(FSiPA).采用FT-IR、CA、TEM、AFM、SEM、XPS和TGA研究氟硅单体含量对聚合物结构与性能的影响.结果表明:氟硅改性含氟丙烯酸酯呈现核壳结构,平均粒径为100 nm左右;由于氟硅元素的趋表行为,FA质量分数为25%,HPMS质量分数为15%的F25Si15PA乳胶膜表面自由能低至12.20 mJ/m^(2),引入FA后乳胶膜表面粗糙,断面出现自分层,加入HPMS后分相更明显;且F25Si15PA乳胶膜的热稳定性也有所提高,力学性能得到改善.

交联型FSiPUA乳液的制备及涂膜性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟基丙基硅氧烷(PDMS)、三羟甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用溶液聚合法合成了含不饱和双键的有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)水性分散体;以SiPU为种子乳液,加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过自由基聚合合成交联型氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液.考察了HPMA、PDMS和DFMA用量对乳液聚合及涂膜性能的影响,通过马尔文粒度仪、接触角仪、FT-IR、TG-DSC、XPS和AFM等表征了PUA、SiPUA、FSiPUA的乳液特性及涂膜性能.结果表明:当HPMA、PDMS和DFMA用量分别为5.2%、7.0%和20.0%时,可得到耐水性和疏水性良好的交联型FSiPUA复合乳液;HPMA、PDMS和DFMA的引入使涂膜的表面粗糙度增加,吸水率减小,水接触角增大,疏水性增强,热稳定性和力学性能得到较大提高.

聚合物P(TMSPMA-MMA-BA)的合成及聚合反应动力学

为改进甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)共聚物的性能,利用乳液共聚合方法,将γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)引入共聚物分子链。用红外光谱仪和热重分析仪对共聚物进行了表征;研究了反应温度、引发剂浓度、乳化剂浓度和TMSPMA浓度对乳液共聚合反应速率的影响。红外谱图中1144cm-1处Si-O-Si键的吸收峰表明TMSPMA与MMA/BA发生了共聚合反应;引入TMSPMA的共聚物在250℃以前热性能稳定,MMA/BA共聚物的起始分解温度得到提高;升高反应温度、增大引发剂或乳化剂摩尔浓度及降低TMSPMA摩尔浓度都可以提高聚合反应速率。得到了聚合反应活化能和动力学方程。

有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备与表征

制备兼具有机-无机化合物特性的新型材料是目前的研究热点。利用乙烯基三甲氧基硅烷(YDH-171)和正硅酸乙酯(TEOS)为基本原料,制备含有活性SiO_2粒子的分散液。然后以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,将分散液与甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚反应,制备出有机硅改性丙烯酸酯树脂(VTM);探索了体系中不同的单体配比、反应温度、反应时间和引发剂用量对反应转化率的影响;通过红外吸收光谱和X射线衍射对合成产物进行了表征与分析,并用热重分析(TGA)研究了合成产物的热稳定性。结果表明:VTM的结晶性较均聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的明显提高,同时具有更好的热稳定性;制备VTM的最佳工艺条件为YDH-171/MMA摩尔比3∶5,引发剂AIBN用量1.2%,反应温度75℃,反应时间4 h。

聚(丙烯酸丁酯-丙烯酸)/纳米有机蒙脱土复合材料的制备与性能

采用乳液插层聚合法制备聚（丙烯酸丁酯-丙烯酸）／纳米有机蒙脱土[P（BA—AA）／nano-OMMT]复合材料。采用X射线衍射（xRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪对其结构和微观形态进行表征；用热重分析仪（TGA）研究了复合材料的热稳定性，并考察了其力学性能。结果表明，当单体BA与AA配比为3：2时，nano—OMMT片层部分产生剥离，形成了插层与剥离型的纳米复合材料；当nano—OMMT用量在3％～7％时，均能使复合体系热稳定性明显提高，其中nano-OMMT含量为7％时，热稳定性最高；nano—OMMT的加入能有效提高复合材料的拉伸强度。

无皂乳液聚合改性废聚苯乙烯

以聚(甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸钠)(P(BMA-AANa))为乳化剂,采用无皂乳液聚合技术,利用BMA对废聚苯乙烯(PS)泡沫塑料进行接枝改性。实验得出适宜的工艺条件:P(BMA-AANa)质量分数为51.5%,m(BMA)∶m(丙烯酸)=4∶6,PS和BMA质量分数之和为10.0%;m(PS)∶m(BMA)=5∶5,(NH4)2 S2 O8质量分数为1.1%,反应温度为75～85℃,反应时间为3 h。在此工艺条件下合成的乳液的黏度、固含量和接枝率均较高,为乳白色液体,无颗粒,无异物,冻融稳定性合格,高温稳定性合格。

有机蒙脱土/苯丙复合乳液制备及其涂层耐热性研究

用悬浮-乳液复合聚合制备OMMT/苯丙复合乳液,考察了MMA、BA、St和OMMT用量对OMMT/苯丙复合乳液稳定性与耐热性的影响。结果表明,当共聚单体m(MMA):m(BA):m(St)=5:1:20时,所得的乳液涂层耐热性最好,当加入质量比在9%以内的OMMT时,所得的复合乳液性能较好。热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)的结果表明,9%OMMT/苯丙复合材料的热起始分解温度(Td)和玻璃化转变温度(T)g比P(MMA-BA-St)分别提高19.2℃和5.4℃。热重与红外联用(TGA-IR)分析表明,片层状的OMMT在复合材料中起到阻隔作用,延缓P(MMA-BA-St)的分解,从而提高了OMMT/苯丙复合材料的Td。OMMT/苯丙复合乳液涂层具有较好的耐黄变性能,在80～100℃高温下长时间使用涂层仍不变色。

影响环氧改性水性PUA乳液稳定性和耐水性的因素(英文)

以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚醚二醇（N220）、二羟甲基丙酸（（DMPA）、1，4-丁二醇（BDO）、环氧树脂E-20和丙烯酸羟丙酯（HPA）为主要原料，用三乙胺（（TEA）作中和剂、乙二胺（EDA）为扩链剂制备了环氧改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，讨论了NCO／OH总摩尔比、DMPA含量、HPA含量、环氧树脂含量和中和度对乳液稳定性和耐水性的影响。结果表明，PUA乳液的耐水性随着NCO／OH总摩尔比和环氧树脂用量的增加明显增强，随中和度的增大而减弱；随着DMPA含量和中和度的增大，PUA乳液的外观和稳定性变好；当NCO／OH的总摩尔比为1．1～1．2，DMPA的含量为6％，环氧树脂的用量为4％～8％，以及中和度为90％～95％时，所得PUA乳液具有较好的稳定性和耐水性。

UV固化MWNT-P-MER/PUA纳米阻燃材料的制备

为改善UV固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂层的阻燃及热稳定性,对多壁碳纳米管(MWNTs)进行有机化改性,制备了一种含有N、P、Si三种阻燃元素于一体的新型碳纳米管阻燃单体(MWNT-P-MER);并经UV固化制备了两类MWNTs/PUA纳米材料,即MWNTs/PUA和MWNT-P-MER/PUA纳米材料。同时对样品热稳定性及阻燃性进行了测定分析,结果表明,两类材料的热稳定性及阻燃性均得到改善;MWNT-P-MER对PUA纳米材料的热稳定性及阻燃性能改善效果更显著。当MWNT-P-MER的添加量为10.7%时,可以得到综合性能最佳的MWNT-P-MER/PUA纳米材料:双键转化率达80%,极限氧指数(LOI)为33.2,UL-94燃烧级别达到V-0级,最终残炭率为20.7%,峰热释放速率为462kW/m2。

含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯质子交换膜的合成与表征

利用乳液聚合技术设计并制备了含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯纳米乳胶粒子,并用红外光谱和粒度分布仪分别对其结构和粒径进行了表征.同时用含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯纳米乳胶制备了质子交换膜,考察了质子交换膜的热稳定性、离子交换容量、吸水率及质子传导率等各种性能.结果表明,这种膜具有优异的热稳定性(5%热失重温度为288℃)和较好的质子传导性能.

TMPTA交联改性水性丙烯酸树脂的制备及性能

以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为主要单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸为功能性单体,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂,采用乳液聚合法合成了水性丙烯酸树脂。通过测量乳液粒径和黏度,热重分析,机械性能和吸水率测试,考察了TMPTA用量对乳液及其胶膜性能的影响,并用红外光谱表征了胶膜的结构。结果表明,TMPTA的加入可提高胶膜的拉伸强度、硬度、热稳定性和耐水性。当TMPTA用量为6%时,乳液的平均粒径为78.49 nm,黏度为29.77 mPa·s。其胶膜的综合性能最好:交联度96.63%,邵氏硬度44 HA,T剥离强度0.46 kN/m,拉伸强度2.30 MPa,断裂伸长率154.2%,吸水率3.60%,失重率为50%时的分解温度为411℃。

含氟丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

含氟丙烯酸酯性能优异,目前以丙烯酸六氟丁酯(HFBM)单体合成水性含氟丙烯酸酯乳液的报道较少。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为主要单体,HFBM为功能单体,采用预乳化工艺合成了含氟丙烯酸酯复合乳液,优化了乳液合成条件(复合乳化剂配比、引发剂用量、含氟单体用量),并用红外光谱和热重分析研究了优化条件合成乳液的结构和其所成乳胶膜的热稳定性。结果表明:复合乳化剂中m(十二烷基硫酸钠)∶m(曲拉通X-100)=3∶2,引发剂(过硫酸钾)用量为1.0%,含氟单体用量为9%时,合成的含氟丙烯酸酯复合乳液性能最好,具有较大的单体转化率和较小的凝胶率,乳胶膜有较大的拉伸强度;HFBM被成功地引入聚合物链段结构中,并使聚合物的热稳定性大幅提高。