随着合成材料性能的提升,塑料逐渐代替钢材、皮革等材料,成为重要材料之一。聚丙烯作为五大通用塑料之一,具有良好的性能及较低的价格,应用广泛。聚丙烯的发展带动了聚丙烯涂料的发展,但聚丙烯是表面能低的非极性材料,一般水性涂料难以在其表面附着。提高水性涂料在聚丙烯塑料基材上的附着力成了聚丙烯涂料发展的关键问题。解决这个问题的关键是提高决定涂料性能的成膜聚合物在未处理聚丙烯基材上的附着力。本文以研发可直接涂饰于未处理聚丙烯基材的丙烯酸酯乳液为主要目的,进行了以下几方面的研究:(1)以丙烯酸丁酯(BA)/甲基丙烯酸酯丁酯(BMA)为核单体,丙烯酸异冰片酯(i BOA)/丙烯酸丁酯(BA)/丙烯酸(AA)为壳单体,合成了一种可直接在未处理聚丙烯表面涂饰的核壳型丙烯酸聚合物乳液。首先探讨了核单体的亲水性对乳胶粒结构的影响,确定了核单体类型。然后在此基础上,研究了乳液合成工艺条件对乳液及乳胶膜性能的影响,确定了较佳的聚合温度、乳化剂和引发剂的用量。结果表明:当聚合温度为80℃、乳化剂用量为单体总质量的3wt%、引发剂用量为单体总质量的0.5wt%时,乳液的聚合稳定性较好,单体转化率较高,且所得乳液具有良好的稳定性。(2)研究了壳单体中AA用量对乳胶粒结构、乳液的表面张力及其在未处理聚丙烯基材上的接触角和乳胶膜耐水性的影响。结果表明:加入AA有利于乳胶粒形成正相核壳结构。当AA用量为单体总质量的5wt%时,乳胶粒具有清晰明显的核壳结构,乳液的表面张力及其在未处理聚丙烯基材上的接触角较小,润湿性较好。(3)研究了i BOA用量对乳液表面张力及其在未处理聚丙烯基材上的接触角和附着力,乳胶膜的耐水性、力学性能和热稳定性等的影响。结果表明:i BOA可提高乳液在未处理聚丙烯基材上的润湿性和附着力,当其用量为单体总质量的45wt%时,乳液的表面张力及其在未处理聚丙烯基材上的接触角均较小,附着力达到了2级。i BOA的加入提高了乳胶膜的耐水性、拉伸强度和硬度。(4)对乳液进行了有机硅改性研究。首先探讨了有机硅单体类型和加入方式对乳液聚合稳定性的影响。然后研究了乙烯基三异丙氧基硅烷(AC-76)用量对乳液聚合稳定性,乳胶膜的耐水性、玻璃化温度、表面形态、热稳定性和力学性能等的影响。结果表明:AC-76的加入提高了乳胶膜的耐水性、玻璃化温度、表面平整度、热稳定性和拉伸强度。AC-76还有助于降低乳液的表面张力及其在未处理聚丙烯基材上的接触角。当AC-76用量为单体总质量的2wt%时,乳液的综合性能较佳,且在未处理聚丙烯基材上的附着力达到1级。与市场上常见产品相比,本实验合成的乳液在非极性基材表面具有良好的附着性能,可直接用于未处理聚丙烯基材的涂饰。(5)采用Owens二液法分别测量了聚合物的表面能和色散力,初步探讨了涂层在未处理聚丙烯基材上的附着机理。研究发现,i BOA和AC-76降低了聚合物的表面能、提高了聚合物的色散力,从而提高了涂层在未处理聚丙烯基材上的附着力。