上海大学
硕士学位论文
可再分用乳胶粉的研制及利用粉煤灰制取干粉外墙腻子的研究
20021201
姓名：方军良
申请学位级别：硕士
专业：应用化学
指导教师：陆文雄
摘要
建筑腻子是一种用于抹平建筑物墙体表面的基层处理材料。粉煤灰是煤粉燃烧后，由烟气带出的一种人工火山灰质材料，自身不具有或仅具有微弱的胶凝性。
可再分散乳胶粉是由特殊乳液经喷雾干燥制得的，可在水中再分散的粉末状树脂。本文以可再分散乳胶粉为基料，以高钙粉煤灰为活性填料，并使用高效的复合激发剂激发其潜在的活性，研制了一种质优价廉的干粉外墙耐水腻子。本文主要由两大部分组成。
第一部分通过粒子设计和工艺优化，研制了一种高固体含量、低粘度的丙烯酸酯乳液。其特征在于:乳胶粒子粒径具有二元分散宽粒径分布，为紧密的堆积而提高乳液的固体含量;乳胶粒为软核硬壳结构，壳层较薄，使乳
液能在较高的温度下喷雾干燥而不粘连，同时保证再分散液能在较低的温度下成膜，从而大大降低了喷雾干燥的能耗和乳胶粉的成本。本部分详细讨论了乳液聚合过程中工艺方式、乳化剂、核壳比例、以及电解质等因素对乳液各项性能的影响。并将乳液喷雾干燥制得了性能良好的可再分散乳胶粉。
第二部分以可再分散乳胶粉为基料，粉煤灰为活性填料，研制出高性能的干粉外墙耐水腻子。其特征在于，很好的耐水性能，粉煤灰在高效复合激发剂的作
用下，作为活性填料的加入大大降低了腻子中水泥的用量和腻子的成本;粉煤灰强度的缓慢发展很好地解决了腻子的高强度和良好打磨性能之间的矛盾;粉煤灰中的球形颗粒降低了腻子的拌和用水量，并使腻子具有优良的施工性能。本部分通过大量的实验，对多种粉煤类复合激发剂。详细讨论了水泥用量、粉煤灰掺量、复合激发剂的配比及用量以及乳胶粉等对腻子各项性能的影响.尤其对腻子的粘结强度、吸水率和透气性作了全面的测试和分析。并使用DTA和XRD进行物相分析，使用SEM进行表面分析，讨论并解释了复合激发剂对粉煤灰火山灰质活性的激发作用机理，以及可再分散乳胶粉在腻子中的微观结构，提出了不同用量的乳胶粉在腻子中的简单填充、小范围成膜、大范围成膜三种不同的作用机理。
为方便市场化，本文还进行市场同类产品的调查和产品成本分析。本文研制的粉煤灰干粉外墙耐水腻子具体有强度高，施工性好，成本低廉等优点，具有生产可行性，产品具有广阔的市场，投产后将会带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
图1一1:粉末乳胶制造过程和再分散原理.
表2一l:核壳层Tg的设计
表2一2:乳化剂的配比及复合乳化剂对核壳单体的乳化效果
表2一3:核壳乳液聚合基本配方
图2一1:乳液聚合反应装置示意图.
表2一4:壳预乳化单体加入方式对乳液各种性能的影响.
图2一2:不同工艺制得的乳液乳胶粒子粒径分布
图2一3:一次性加料，不溶胀工艺乳胶粒子形态
图2一4:一次性加料并溶胀工艺乳胶粒子形态
图2一5:连续滴加工艺乳胶粒子形态
图2一6:乳化剂用量对乳液粘度的影响
图2一7:乳化剂用量对乳胶粒子平均粒径的影响
图2一8:乳化剂用量与反应凝聚率的关系
图2一9:乳化剂用量与乳液胶膜吸水率的关系
图2一l l1:核壳单体配比与乳胶粒子平均粒径的关系
图2一11:核壳单体配比与乳液粘度的关系
图2一12:核壳单体配比对乳液胶膜吸水率的影响
图2一13:电解质用量对乳液粘度的影响
图2一14:电解质用量对乳胶粒子粒径的影响
图2一15:电解质对反应凝聚率的影响.
表2一5:喷雾干燥器规格型号
图2一16:可再分散乳胶粉的粒径分布曲线
表3一1:粉煤灰原料的性能指标
表3一2:粉煤灰的化学成分
表3一3:干粉外墙腻子的基本配方
图3一1:干粉腻子制备的基本工艺方法
表3一4:建筑用干粉外墙腻子的技术指标要求
图3一2:粘接强度测试件图
图3一31浸水后粘结强度测试试件浸水方法
图3一4:水泥用量对腻子粘结强度的影响.
图3一5:水泥用量对腻子吸水率的影响
图3一6:水泥用量对腻子透气性的影响
表3一5:水泥用量对腻子其他性能的影响
图3一7:粉煤灰掺量与腻子拌和用水量的关系
图3一8:粉煤灰用量与腻子粘结强度的关系
图3一9:粉煤灰用量与腻子透气性的关系
…………
硕士学位论文
可再分用乳胶粉的研制及利用粉煤灰制取干粉外墙腻子的研究
20021201
姓名：方军良
申请学位级别：硕士
专业：应用化学
指导教师：陆文雄
摘要
建筑腻子是一种用于抹平建筑物墙体表面的基层处理材料。粉煤灰是煤粉燃烧后，由烟气带出的一种人工火山灰质材料，自身不具有或仅具有微弱的胶凝性。
可再分散乳胶粉是由特殊乳液经喷雾干燥制得的，可在水中再分散的粉末状树脂。本文以可再分散乳胶粉为基料，以高钙粉煤灰为活性填料，并使用高效的复合激发剂激发其潜在的活性，研制了一种质优价廉的干粉外墙耐水腻子。本文主要由两大部分组成。
第一部分通过粒子设计和工艺优化，研制了一种高固体含量、低粘度的丙烯酸酯乳液。其特征在于:乳胶粒子粒径具有二元分散宽粒径分布，为紧密的堆积而提高乳液的固体含量;乳胶粒为软核硬壳结构，壳层较薄，使乳
液能在较高的温度下喷雾干燥而不粘连，同时保证再分散液能在较低的温度下成膜，从而大大降低了喷雾干燥的能耗和乳胶粉的成本。本部分详细讨论了乳液聚合过程中工艺方式、乳化剂、核壳比例、以及电解质等因素对乳液各项性能的影响。并将乳液喷雾干燥制得了性能良好的可再分散乳胶粉。
第二部分以可再分散乳胶粉为基料，粉煤灰为活性填料，研制出高性能的干粉外墙耐水腻子。其特征在于，很好的耐水性能，粉煤灰在高效复合激发剂的作
用下，作为活性填料的加入大大降低了腻子中水泥的用量和腻子的成本;粉煤灰强度的缓慢发展很好地解决了腻子的高强度和良好打磨性能之间的矛盾;粉煤灰中的球形颗粒降低了腻子的拌和用水量，并使腻子具有优良的施工性能。本部分通过大量的实验，对多种粉煤类复合激发剂。详细讨论了水泥用量、粉煤灰掺量、复合激发剂的配比及用量以及乳胶粉等对腻子各项性能的影响.尤其对腻子的粘结强度、吸水率和透气性作了全面的测试和分析。并使用DTA和XRD进行物相分析，使用SEM进行表面分析，讨论并解释了复合激发剂对粉煤灰火山灰质活性的激发作用机理，以及可再分散乳胶粉在腻子中的微观结构，提出了不同用量的乳胶粉在腻子中的简单填充、小范围成膜、大范围成膜三种不同的作用机理。
为方便市场化，本文还进行市场同类产品的调查和产品成本分析。本文研制的粉煤灰干粉外墙耐水腻子具体有强度高，施工性好，成本低廉等优点，具有生产可行性，产品具有广阔的市场，投产后将会带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
图1一1:粉末乳胶制造过程和再分散原理.
表2一l:核壳层Tg的设计
表2一2:乳化剂的配比及复合乳化剂对核壳单体的乳化效果
表2一3:核壳乳液聚合基本配方
图2一1:乳液聚合反应装置示意图.
表2一4:壳预乳化单体加入方式对乳液各种性能的影响.
图2一2:不同工艺制得的乳液乳胶粒子粒径分布
图2一3:一次性加料，不溶胀工艺乳胶粒子形态
图2一4:一次性加料并溶胀工艺乳胶粒子形态
图2一5:连续滴加工艺乳胶粒子形态
图2一6:乳化剂用量对乳液粘度的影响
图2一7:乳化剂用量对乳胶粒子平均粒径的影响
图2一8:乳化剂用量与反应凝聚率的关系
图2一9:乳化剂用量与乳液胶膜吸水率的关系
图2一l l1:核壳单体配比与乳胶粒子平均粒径的关系
图2一11:核壳单体配比与乳液粘度的关系
图2一12:核壳单体配比对乳液胶膜吸水率的影响
图2一13:电解质用量对乳液粘度的影响
图2一14:电解质用量对乳胶粒子粒径的影响
图2一15:电解质对反应凝聚率的影响.
表2一5:喷雾干燥器规格型号
图2一16:可再分散乳胶粉的粒径分布曲线
表3一1:粉煤灰原料的性能指标
表3一2:粉煤灰的化学成分
表3一3:干粉外墙腻子的基本配方
图3一1:干粉腻子制备的基本工艺方法
表3一4:建筑用干粉外墙腻子的技术指标要求
图3一2:粘接强度测试件图
图3一31浸水后粘结强度测试试件浸水方法
图3一4:水泥用量对腻子粘结强度的影响.
图3一5:水泥用量对腻子吸水率的影响
图3一6:水泥用量对腻子透气性的影响
表3一5:水泥用量对腻子其他性能的影响
图3一7:粉煤灰掺量与腻子拌和用水量的关系
图3一8:粉煤灰用量与腻子粘结强度的关系
图3一9:粉煤灰用量与腻子透气性的关系
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