导　　师： 皮丕辉; 林英光

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 有机硅聚合物、SiO2等材料带有丰富的Si-O-Si无机结构,由于强度高、耐候性好,将其引入到水性丙烯酸树脂中有望大幅提高树脂的综合性能。但是,将这些材料与水性丙烯酸树脂简单混合,往往会由于相容性不好、稳定性差、分散不均匀等原因失去应有的改性效果。针对上述问题,本文基于溶胶-凝胶法和共混法,将高含量的有机硅氧烷、无机硅溶胶与水性丙烯酸树脂在纳米级别上进行复合,得到储存稳定、涂膜性能良好的有机-无机纳米杂化树脂。本文首先使用甲基三甲氧基硅烷（MTMS）、苯基三甲氧基硅烷（PTMS）、二甲基二甲氧基硅烷（DMDMS）作为前驱体进行水解缩聚反应,制得同时带有硅羟基和甲氧基的有机硅预聚物。探究了各前驱体相对用量、用水量、制备工艺对预聚物的影响,使用红外光谱（FTIR）、核磁共振（1H-NMR）进行了结构表征。接着通过溶液自由基聚合合成含有Si-OCH3、-COOH、-OH的丙烯酸树脂,将树脂与有机硅预聚物复合得到有机硅改性丙烯酸树脂水分散体。动态光散射（DLS）分析表明,在AA用量为8%、HEMA用量3%、有机硅预聚物用量30%的情况下,水分散体平均粒径为76nm,PDI为0.193,透射电镜（TEM）证明粒子具有球状的形貌且分散性良好,稳定性极佳。使用红外光谱分析了各反应阶段的产物结构,证明了涂膜交联固化的发生。扫描电镜（SEM）显示杂化树脂涂膜致密无缺陷,X-射线光电子能谱（XPS）证明有机硅组分发生了表面迁移现象。在能够稳定合成有机硅改性丙烯酸树脂水分散体的基础上,将硅烷偶联剂改性的硅溶胶引入到树脂体系中。研究发现,在10%硅烷偶联剂用量下可获得Zeta电位为-69.1mV的稳定改性硅溶胶。TEM表明,SiO2与树脂复合在一起,共同形成了分散稳定的杂化粒子。从AFM观察到,有机硅和SiO2的加入使得涂膜的粗糙度略有增大。最后研究

关 键 词： 有机硅 硅溶胶 溶胶凝胶法 有机无机纳米杂化材料 丙烯酸树脂

领　　域： []