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近年来,随着人们环保意识的提高,低有机挥发物水性涂料开始受到人们的关注。核壳型环氧-丙烯酸酯乳液兼顾环氧树脂和丙烯酸酯的优点,以其为基体制备的涂膜具备优良的自分层性能。本文首先选用十二烷基硫酸钠(SDS)和司盘80(Span-80)作为复合乳化剂,以环氧树脂E-51作为基体树脂,通过相反转法制备环氧树脂乳液。乳化剂(Span-80:SDS=2:1)的用量为单体总量的10 wt%,在1000 r·min-1下升温至50℃进行乳化反应,得到了稳定的乳液,乳液粒子的平均粒径为140nm。然后通过半连续种子乳液聚合法,以得到的环氧树脂乳液为核,以丙烯酸丁酯(St)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及苯乙烯(St)为反应单体,在过硫酸钠引发剂的作用下,合成了核壳型环氧-丙烯酸酯乳液,当环氧树脂占总单体含量的30wt%、引发剂占反应单体总量的0.8 wt%时,在80℃条件下聚合反应6 h,可合成稳定无凝胶的乳液。采用红外光谱分析仪(FT-IR)、激光粒度分析仪、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对不同环氧树脂含量的乳液粒子的大小、形貌进行表征。用热分析仪(TGA)和原子力显微镜(AFM)研究了涂膜的热稳定性和表面粗糙度。实验结果表明:乳液具有非常明显的三层核壳结构并且乳液粒子大小均匀,核层为相反转法制得的环氧乳胶粒,平均粒径为140 nm,外层包覆的深色壳层为内层壳单体聚合阶段生成的聚丙烯酸酯与环氧树脂的混合物,平均粒径为180 nm,最外层包裹的深色壳层为外壳层单体聚合阶段生成的聚丙烯酸酯,平均粒径为220 nm。乳液固化后得到的涂膜发生了自分层现象,涂膜的热稳定性介于环氧树脂与丙烯酸酯之间,并且热稳定性随着环氧树脂用量的增加逐渐降低。AFM显示环氧-丙烯酸酯涂膜的表面比环氧涂膜的表面更加光滑。