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纳米色料由于整合了颜料优良的耐久性(耐光耐候、耐水耐溶剂)和热稳定性以及染料优异的颜色亮度和深度、加工性等优点,而且还具有纳米效应,因而可以大大改善材料的现有性能甚至获得许多新的性能,因此现在已引起国内外专家学者的极大兴趣。
本文主要通过透射电镜(TEM)、激光粒度仪测量(DLS)以及热重分析(TGA)等表征手段系统研究了助稳定剂种类、乳化剂种类及浓度、交联剂的种类及浓度、染料的浓度、均化时间、极性单体的加入方式、引发剂的种类以及体系的固含量对纳米色料的性能及形貌的影响。同时优化了工艺实验条件,改进了细乳液聚合工艺制备了以苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚合物为壳,溶剂蓝染料为核的纳米色料乳胶。结果表明,当乳化剂马来酸酐单十六酯羧酸钠(HEC16)浓度控制在13.3 mM~20 mM之间,亲水性单体MMA的浓度为St的15wt%时,均化时间控制在20 min,染料加入量控制在单体St的10~15wt%左右,单体St控制在水质量分数的40%,采用十二烷基硫醇(DDM)作为助稳定剂,可以制备粒径小于100 nm、粒径分布窄、球形规整且具有明显核壳结构的高颜色亮度的纳米色料乳胶粒子。
此外,本文首次将二种可聚合乳化试剂马来酸酐单十六酯羧酸钠(HEC16)和马来酸酐单甲基丙烯酸羟乙酯羧酸钠(MAEM)复配,复配体系作为制备纳米色料的乳化剂,探讨了所制得纳米色料的稳定性能。实验结果表明,复合乳化剂在细乳液中的CMC要比其在水中的CMC大。在复合乳化剂浓度不变的情况下,随着MAEM比例的增加,复合乳化剂的CMC逐渐增大,复合乳化剂的转化率无论在单体聚合的前期还是后期都逐渐提高,染料在纳米色料乳胶粒子中的耐迁移性能提高,单体液体粒径以及乳胶粒径逐渐增大,小粒子逐渐增多,乳胶粒径分布逐渐变宽,单体聚合速率逐渐降低。