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目前研究的防污树脂,大多是溶剂型,对人的健康和环境有害。防污性能好、环保、综合性能好的水性防污树脂成为人们迫切需要。水性聚丙烯酸树脂具有良好的成膜性、光泽度、保色性、耐候性、耐腐蚀性等性能;POSS(多面体低聚倍半硅氧烷)具有特殊的笼状结构,有良好的疏水性能、低表面性、热稳定性能等;有机氟具有良好的疏水、疏油、耐腐蚀性、热稳定性等性能;有机硅聚合物、Si O2溶胶等材料有丰富的Si-O-Si无机结构,具有热稳定性好、高硬度、耐候性好等特点。将POSS、有机氟、有机硅氧烷、Si O2溶胶、水性丙烯酸树脂混合共同作用得到综合性能好的防污树脂。本文主要从以下方面展开研究:(1)采用自由基溶液聚合法,以异丙醇和丙二醇甲醚作为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,制备了水性MAPOSS(甲基丙烯酸七异丁基多面体低聚倍半硅氧烷)改性聚丙烯酸酯聚合物MAPOSS-PA。对合成工艺、合成原理进行探究,研究了亲水单体的种类、亲水单体、中和剂的用量、IBOMA(甲基丙烯酸异冰片脂)的用量对树脂稳定性的影响。结果表明IBOMA的引入能够增强MAPOSS与丙烯酸树脂体系的相容性,亲水单体DMAEMA(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)比AA(丙烯酸)具有更强的水分散性,优化条件为DMAEMA的含量为8%,HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)的含量5%,中和度为8%。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)差示扫描量热(DSC)、X射线光电子能(XPS)谱分析和热失重分析(TGA)对聚合物进行表征。结果表明MAPOSS被成功引入到水性聚丙烯酸酯体系中。含MAPOSS的链段会趋向于迁移涂膜表面富集,形成防污结构层,并且MAPOSS能够提高树脂的热稳定性。(2)在以上基础上进一步加入含氟单体FMA(甲基丙烯酸十二氟庚酯),增强涂膜的防油污性。制得了稳定的MAPOSS/FMA改性水性聚丙烯酸酯聚合物,探究了制备工艺对防污树脂结构和性能的影响,根据FTIR图谱表明FMA、MAPOSS成功接枝到水性聚丙烯酸酯树脂中,通过对树脂涂膜进行XPS分析,可以得知含FMA的链段和含MAPOSS的链段会趋向迁移至涂膜表面,形成一层防污结构。(3)分别比较MAPOSS单独改性的聚丙烯酸酯树脂、FMA单独改性的聚丙烯酸酯树脂以及FMA与MAPOSS协同改性的丙烯酸酯树脂的接触角和表面能。结果表明,聚合物中随着FMA单体、MAPOSS单体含量的不断增加,其接触角也在不断增大,接触角最高可达112.0°(θ水)、47.2°(θ正十六烷),;FMA和MAPOSS协同改性的聚合物的接触角比相同量的FMA或MAPOSS单独改性的聚合物具有更大接触角。氟硅的协同作用可显著提高涂膜的疏水性、疏油性。防污涂膜能够有效的防止生活中污渍的污染,使用马克笔只能在防污涂膜上留下收缩、非连续的痕迹,简单擦拭后完全差掉。通过涂膜硬度、附着力、耐弯曲、抗冲击、耐水性、耐磨性、耐腐蚀性测试。涂膜硬度达到最大4H,附着力达到0级,耐弯曲性为2mm、抗冲击性为50 kg.cm,能耐沸水煮2 h以上,同时耐腐蚀性、耐磨性良好。