新型乳化剂及引发剂在“零VOC”水性木器涂料中的应用

【摘要】APG0810兼有非离子型和阴离子型表面活性剂的性质，绿色无毒来源广泛，价格较聚合型乳化剂低，可替代烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂（APEO）特别是OP-10在乳液聚合中的应用。FF6M为有机亚磺酸衍生物的钠盐，可作为还原剂与任何氧化剂类引发剂构成氧化还原引发体系，用于乳液聚合中可提高单体转化率，减少乳胶中VOC（可挥发性有机化合物）含量。将APG0810与FF6M用于丙烯酸酯类乳液聚合并制备水性木器涂料具有一定的经济价值和科研意义。主要研究内容与结果如下：（1）将FF6M与APS组成氧化还原引发体系，发现其最佳质量比为FF6M:APS=1:2，聚合过程PH值范围保持在4-6之间时引发效果最好，引发聚合的温度区间为40℃-70℃，最佳引发温度区间为60℃-65℃，高于70℃引发剂FF6M开始分解；引发剂FF6M浓度[c(I)]与聚合反应速率Rp之间的关系为Rp∝[c(I)]1.4；聚合起始阶段的反应活化能（Ea）为56.4kJ/mol。（2）将APG0810应用在丙烯酸酯单体预乳化中发现可取得良好地效果，当用量为单体质量分数的0.7wt%时，预乳化液稳定时间>270min，满足乳液聚合的要求；聚合反应速率Rp与乳化剂APG0810浓度[S]的关系为Rp∝[S]0.73；聚合速率Rp与引发剂浓度[I]的关系为Rp∝[I]1.04；聚合反应的表观活化能为82.72KJ/mol。（3）将APG0810应用到MMA/BA/2-EHA/EGDMA/HPA丙烯酸酯乳液聚合发现APG0810用量为0.80wt%-1.50wt%时，单体预乳化液稳定时间>240min；乳液聚合过程中凝胶率均≤3.00wt%，聚合稳定性较好；APG0810用量在1.30wt%-1.50wt%，反应温度在85℃-88℃，乳胶具有良好的稳定性，其粘度、冻融稳定性和表面张力随乳化剂用量增加变化不大；APG0810含量为0.80wt%-1.30wt%时，随乳化剂用量增加，涂膜耐水性变差，光泽度与断裂伸长率变好；聚合温度为85℃-88℃，乳胶的各项涂膜性能均维持在较好水平；APG0810用量在0.80wt%-1.50wt%，反应温度在85℃-88℃，单体滴加速率在0.60-1.00ml/min可获得良好的乳胶性能及涂膜性能，涂膜光泽度≥79，断裂伸长率在≥85.00%，附着力为1级，铅笔硬度为2B，抗冲击性≥50kg·cm。（4）将APG0810用于含有功能单体HPA、HEMA、AA、GMA的丙烯酸酯类乳液聚合发现其可用于含HPA、HEMA、GMA的乳液聚合并呈现一定的规律性，当GMA用量为1.00wt%时可制得性能较佳的乳胶；AA在应用过程中会使得APG0810分解，凝胶，用氨水中和后可在乳液聚合中加入聚合，但其用量不能超过0.4wt%，在其用量为0.3wt%时制得的乳胶性能较好，AA与GMA同时在乳液聚合过程中加入会产生分子内交联引起凝胶。（5）使用自制的纯丙共混乳胶配制出了水性木器涂料，研究了色漆的配制、钛白粉添加量与光泽度和遮盖力之间的关系。研究发现：色漆在干燥过程中颜色会发生变化；钛白粉的CPVC=40%，涂膜遮盖力和光泽度与钛白粉用量有关。
【作者】宋诗高；
【导师】温绍国；甘文君；
【作者基本信息】上海工程技术大学，材料加工工程，2013，硕士
【关键词】乳化剂APG0810；引发剂FF6M；功能单体；水性木器涂料；

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