硅钢涂料用硅溶胶改性丙烯酸酯乳液制备及性能

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文硅钢涂料用硅溶胶改性丙烯酸酯乳液的制备及性能摘要丙烯酸酯乳液应用于半无机／半有机硅钢涂料，较好的满足了硅钢涂料高性能和环保性要求。然而面对高效电机在硬度高、耐水性好和耐高温性等要求，传统纯丙乳液显示出明显不足。为此，可以通过粒子结构设计和组成的有机／无机复合对丙烯酸酯乳液进行改性，满足硅钢涂料的特殊要求。本文选择胶态Si02作为无机改性的纳米材料，通过原位聚合和种子乳液聚合的方法制备核壳结构无机／有机复合的热交联丙烯酸酯乳液。主要工作如下：通过实验，找出一种工艺简单和环保的硅溶胶的改性方法，较适宜的工艺条件为：反应温度为40,-

2、～50。C，KH．560含量占酸性硅溶胶固体质量的6％，无水乙醇为硅溶胶固体质量的8％～10％。在种子乳液聚合的过程中，考察了复配乳化剂的种类、用量及其配比、硅溶胶用量、软硬单体配比、反应温度、引发剂用量等参数对乳液的粒径、吸水率、硬度、外观、凝胶率、接触角等性能的影响。结果如下：软硬单体在核层和整个体系中的配比分别为1：3和1：1．3～1：1．5。活性交联单体AA和HEA的添加比例分别为总单体总量的2．4％～4．6％和12％～16．8％为佳。乳化剂选择CO一436和CO．897，其用量为单体总量的5％～6％，核壳乳化剂用量比例为2：1，核层和壳层阴／非离子

3、比例均为1：2～1：3。引发剂用量为单体总量的0．6％～O．8％，阶段1和阶段2的比例为1：4。纳米Si02占总单体量的9％～12％。阶段1和阶段2的温度分别控制在75"～80℃和80"--'85℃，pH值适宜范围为8～9。此法适于纳米Si02的包覆，得到的乳胶粒呈现“石榴型”，有利于耐热性的提高。．实验考察了原位乳液聚合的制备工艺条件，其结果为：乳化剂用量为太原理工大学硕士研究生学位论文单体总量的5．5％～6．5％，乳化剂CO．436：CO一897的Li',R在1：1．35～1：1．43之间。纳米Si02为单体总量的8％~．12％为佳，通过SEM观察，纳米

4、Si02在3％～7％的范围内，乳液涂膜的外观更加致密和平整，但是纳米Si02含量达到9％后，乳液涂膜外观变得粗糙。但是，这种方法有利于Si02在乳液中均匀分散，得到的乳胶粒呈现“草莓型”，有利于硬度的提高。通过FTIR、TEM对乳液组成和结构的表征：乳胶粒具有核壳结构，核芯主要成分为SiO：。热重分析表明，乳液涂膜的耐高温性得到了较大提高。通过检测乳液+氨基树脂涂料的性能可知，耐水性、耐高温性、耐油性和硬度比乳液有进一步提高，涂膜的外观得到改善，与市售乳液配制的涂料相比，涂膜的硬度和耐水性更加优异。关键词：硅钢涂料，硅溶胶，丙烯酸酯乳液，改性太原理工大学硕士

5、研究生学位论文PREPARATIONANDPROPERTYOFACRYLICEMULSIoNMoDIFIEDBYSILICASoLFoRSILICoNSTEELCOATINGABSTRACTAcrylicemulsionwithhighperformanceandenvironmentalprotectionisappliedtothesemiinorganic／organicsiliconcoating．Thetraditionalacrylateemulsioncouldn’tmeetthepropertiesofhighefficiencymotorw

6、hichrequiredhighhardness，highwaterresistanceandhightemperatureresistance．Wecouldtaketheconceptofparticlestructuredesignandcompositioninthemodifyingofinorganic／organiccompositeacrylicemulsiontosatisfythespecialrequirementsofsiliconsteelcoating．Wepreparedthethermalcrosslinkingacrylat

7、eemulsionbyusingcolloidalSi02asinorganicnanomaterialviain—situandseededemulsionpolymerizationmethods，andtheemulsionwascore—shellinorganic／organiccomposite．Themainworkasfollows：Wefindoutasilicasolmodifiedmethodthatwassimpleandenvironment—friendlyaccordingtotheexperiment．Theoptimumpe

8、rformanceofthemodifiedsili