随着科技的发展和国民生活水平的提高,消费者对环保的认识越来越强,对身体健康也越来越重视,与此同时相关的环境保护的法规也日趋完善,节约能源,保护环境,已经成为世界涂料界所面临的重要问题。水溶性涂料的研究开发在全球受到重视。水溶性涂料以水为介质,其主要成分乳液是重要的成膜物质,通常是由乳液聚合方法制得,苯丙乳液是常见的重要体系之一。苯丙乳液是由丙烯酸酯类单体和苯乙烯单体共聚而得。苯丙乳液兼具了苯乙烯和丙烯酸酯的优良性能,其中聚苯乙烯具有成本低和吸水率低的性能,且高温时发粘低温时变脆,耐冲击性能很差的特点,丙烯酸酯类的引入改善了其冲击性差的缺憾,提高了苯乙烯高聚物的韧性。它具有很好的颜料亲和力,耐化学药品性,光泽度高,抗污性好的优点,广泛应用于室内木器家具表面,金属表面涂料,建筑外墙涂料等领域。但是苯丙乳液也有自身的缺陷,它的耐水性,耐氧化性能都比较差,限制了其应用领域,对其进行改性是常用的改善其性能的方法。本文以St和BA为主单体,AA为功能单体,分别以八甲基环四硅氧烷(D4)和A171为有机硅功能改性单体,以SDS/OP-10为乳化剂,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用半连续乳液聚合法对苯丙乳液进行了有机硅改性。研究了乳液聚合工艺、乳化剂种类、乳化剂用量及配比、聚合温度、单体和引发剂滴加时间、主单体配比、有机硅的加入量,以及引发剂浓度等对有机硅改性苯丙乳液性能的影响。确定出了合成有机硅改性苯丙乳液的最佳工艺条件。采用激光粒度分析仪、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)对乳液聚合产物进行了性能测试与表征。结果表明,当D4含量为8wt%时,D4改性苯丙乳液性能最佳;A-171含量为3wt%时,A-171改性苯丙乳液性能最佳。有机硅的加入可明显改善苯丙乳液的耐水性、耐热性等性能。考察了各种助剂对涂料性能的影响,确定了涂料的最佳配方:流平剂0.5wt%,分散剂1wt%,增稠剂0.4wt%,成膜助剂5wt%,此时涂料具有更高的铅笔硬度和更低的涂膜吸水率。