改性硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及性能研究

为了提高无机纳米粒子在有机聚合物中的相容性,以及无机-有机复合材料的贮存稳定性,用硅溶胶和双丙酮丙烯酰胺(DAAM)制备出改性硅溶胶,然后以改性硅溶胶为核,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、α-甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸丁酯(BA)为原料,通过半间歇乳液聚合法制备出了核壳结构的改性硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液(DAAM-SiO_(2)/WPA),并研究了硅溶胶对聚丙烯酸酯复合乳液和涂膜性能的增强作用。结果表明:用质量分数3%的双丙酮丙烯酰胺(DAAM)改性硅溶胶,制备的复合乳液的综合性能增强,水接触角为77.17°,吸水率为11.27%,拉伸强度为7.22 MPa,断裂伸长率为431.49%。TEM测试表明复合乳液具有核壳结构。相比较纯丙烯酸酯(WPA)涂膜,复合乳液涂膜的耐水性、热稳定性和力学性能都有显著提高。并且与聚丙烯酸酯乳液和硅溶胶的直接物理混合溶液(SiO_(2)/WPA)相比,改性硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的室温贮存稳定性超过12个月,无机相和有机相的相容性好。

硅溶胶改性水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的性能研究

采用异氰酸酯基团封端的聚氨酯预聚体与硅溶胶混合的方法,制备出了水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶纳米复合乳液,探究了分散在聚氨酯预聚体中的硅溶胶颗粒的粒径和复合漆膜中硅溶胶的含量对漆膜性能的影响。研究发现,分散在聚氨酯预聚体中的19 nm小粒径硅溶胶颗粒容易团聚,漆膜性能较差;相比之下,91 nm的硅溶胶无机粒子在乳液中具有良好的分散稳定性。复合漆膜中硅溶胶的含量对漆膜的吸水率和力学性能有明显影响,但对漆膜硬度、附着力和光泽的影响较小。结果表明,硅溶胶粒子粒径为91 nm,加入量为复合乳液质量的30%时漆膜性能最佳,吸水率为2.67%,铅笔硬度为3H,拉伸强度为5.77 MPa,断裂伸长率为564.58%,硅溶胶与树脂基质相容性最好。并且与未改性的聚氨酯丙烯酸酯漆膜相比,复合漆膜的耐水性和热稳定性显著提高。