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溶剂型硝基涂料因具有干燥快、硬度高、可打磨、易修补、适合大规模施工等优势被广泛应用于文具制造、汽车轮船修补漆、家居涂装等方面。但溶剂型硝基涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量高,这些涂料的使用会造成严重的环境污染,危害人体健康。近几年随着环保力度加大以及绿色生产深入人心,具有环境污染小、气味小、不燃、操作方便、节能等优点的水性硝化纤维(WNC)乳液越来越受到此领域科研人员的重视。本论文以硝化纤维(NC)为基材,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为桥联剂,分别以二羟甲基丁酸(DMBA)、丙烯酸(AA)与丙烯酸羟丙酯(HEPA)的共聚产物聚丙烯酸(PA)为亲水试剂,通过桥联剂上的异氰酸酯基(—NCO)与亲水试剂中的羟基(—OH)作用,将亲水基团引入到NC分子链上,使其具有一定的亲水性,能自行分散于水中,分别制备出以DMBA为亲水剂的的水性硝化纤维乳液(HWNC)、聚丙烯酸接枝共聚水性硝化纤维乳液(PWNC),同时将聚丙烯酸与HWNC乳液进行物理共混,制备出聚丙烯酸共混改性水性硝化纤维乳液(BWNC/PA)。本论文的主要研究内容有以下三个方面:1.以二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水剂的水性硝化纤维乳液(HWNC)的制备与性能研究。以硝化纤维(NC)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二羟甲基丁酸(DMBA)为主要原料,采用自乳化法制备了一种水性硝化纤维乳液(HWNC)。探究了n(HDI):n(NC)、DMBA用量、对乳液及其涂膜性能的影响。结果显示:当HDI为1.2110 g,DMBA为1.0100 g,NC为4.3370 g,三乙胺(TEA)为0.6881g,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为0.040 g时,所制乳液呈淡黄色,平均粒径为78.1 nm,分散系数为0.118,能自然稳定存放90 d,其胶膜的吸水率为9.8%,水接触角为95.7°,拉伸强度为10.9 MPa,耐水性、力学性能及热稳定性明显好于NC胶膜。2.聚丙烯酸接枝共聚改性水性硝化纤维乳液的制备与性能研究。以硝化纤维(NC)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HEPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为主要原料,采用自乳化法制备了聚丙烯酸接枝共聚水性硝化纤维乳液(PWNC),进一步制成PWNC涂膜。考察了AA与HEPA摩尔比、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)质量分数、HDI加入量以及单体聚合温度对PWNC乳液和涂膜的影响,采用FT-IR、表面水接触角测量仪、TEM、TGA、SEM、AFM和Zeta电位测试了PWNC涂膜的化学结构、疏水性、胶粒形态、耐热性以及PWNC乳液的粒径大小。结果表明:当n(AA):n(HEPA)=3:1,NC为3.6 g,AIBN质量分数为0.8%,HDI用量为5.05 g,聚合温度为70℃,DBTDL 0.112 g时,乳液粒子平均粒径和分散系数分别是52 nm和0.102;乳液胶粒呈球形,具有核壳结构。NC涂膜接触角为74.8°,相比较NC涂膜,PWNC涂膜接触角增加至116.3°,PWNC涂膜具有较好的耐水性。3.聚丙烯酸共混改性水性硝化纤维乳液的制备与性能研究。以丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HEPA)为单体共聚制备聚丙烯酸共聚物,然后将其与第一部分制备的HWNC乳液进行物理共混,制备出聚丙烯酸共混改性水性硝化纤维乳液(BWNC/PA),进一步制成BWNC/PA涂膜。考察了PA质量分数对BWNC/PA乳液和涂膜的影响,采用FT-IR、表面水接触角测量仪、TEM、TGA、AFM和Zeta电位测试了BWNC/PA涂膜的化学结构、疏水性、胶粒形态、耐热性以及BWNC/PA乳液的粒径大小,并且和PWNC乳液及其涂膜性能进行对比分析。结果表明:聚丙烯酸接枝共聚水性硝化纤维乳液性能优于聚丙烯酸共混改性水性硝化纤维乳液。