氟碳涂料由于氟碳键键能是化学键中之最,表面能低,分子链柔性大等特点而成为高耐候性、高耐沾污性建筑涂料的首选。但是由于近年来石化资源的价格上涨和人类生存环境状况的恶化,减少对不可再生资源的浪费,减少对人类生存环境的污染,大力开发环保涂料和高性能涂料已成为当今世界涂料行业的迫在眉睫的发展方向。溶剂型氟碳涂料虽然有着很好的性能,但同时也存在很多的缺陷,例如容易浮色发花、常温不易固化、在固化的过程中会释放出挥发性有机化合物对环境造成污染等从而限制了其在涂料工业中的应用。水性涂料是一种以水为溶剂或分散介质的环境友好型涂料,这种涂料具有污染少使用安全的优点,随着聚合技术的发展,水性涂料的性能可以和传统的溶剂型涂料相媲美,因此越来越多的注意力在关注水性涂料。含氟丙烯酸酯是一类被广泛使用的单体,利用该类单体和其他的丙烯酸酯类单体共聚而制备出性能和溶剂型氟碳涂料相当的涂料,已成为氟碳涂料发展的重要发展方向。纳米材料由于其独特的性能而引起更多学者的关注。在涂料中添加纳米材料可以获得优异的性能。水性涂料成为现代涂料的主流,其含有机溶剂很少,没有污染,并且如何将纳米材料分散均匀,发挥其优异的特性是研究的热点。本论文制备了四种用于建筑涂料用的乳液,研究了这些乳液在制备过程中含氟丙烯酸酯单体用量、叔碳酸乙烯酯用量、含氟丙烯酸酯单体的加入方式、纳米二氧化硅胶体的加入方式等对聚合反应的影响,利用红外、光电子能谱、透射电镜、紫外等进行了表征。全文研究工作分五部分:第一部分:国内外研究进展综述了水性氟碳涂料在国内外的发展过程、核壳乳液的概念、制备方法、原理、性能、应用;水性氟碳乳液的研究进展、水性氟碳乳液的制备方法、改性方法、性能及应用,最后对水性氟碳乳液的发展方向作了展望。第二部分:水分散体氟碳共聚乳液的研究以叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯共聚制备了共聚乳液,并研究了反应温度、反应时间、乳化剂用量、乳化剂配比、引发剂用量、反应物料量等对聚合反应的影响、利用红外、紫外、高速离心、光电子能谱等进行了表征。研究了涂料固化过程中氟元素的迁移规律。第三部分:水性氟碳微乳液的合成及研究采用正戊醇为助乳化剂,利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸等共聚制备了共聚乳液,并研究了叔碳酸乙烯酯的用量对接触角的影响、叔碳酸乙烯酯的用量对聚合稳定性的影响、正戊醇用量对分子量的影响、正戊醇用量对分子量分布的影响、利用红外、GPC、KrussK12型动态表面能分析仪、。研究了微乳液形成的机理。第四部分:纳米SiO₂改性核-壳结构氟碳乳液的合成及研究以纳米SiO₂为核,利用叔碳酸乙烯酯和丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸及其酯类单体等为壳,采用核壳聚合工艺制备了核壳结构的氟碳乳液,并研究了纳米SiO₂的用量、添加方式对聚合稳定性的影响;含氟丙烯酸酯的用量、添加方式对聚合稳定性的影响;乳化剂对聚合稳定性的影响,利用红外、JEM-100SX型JEOL电子显微镜等进行了表征。第五部分:水性绿色环保涂料的制备研究以纳米SiO₂改性核-壳结构氟碳乳液为成膜物质,颜、填料、助剂、去离子水等制备了建筑涂料并进行了全项检测,经甘肃省涂料质量监督检验站检测,涂料所有性能符合国家标准,部分检测指标远远高于国家标准,未检出挥发性有机化合物。采用本论文的制备方法制备的涂料均以水为分散介质,在涂料固化的过程中不会释放出对环境和人体有害的挥发性有机化合物,符合绿色环保涂料的标准,同时极大的保护了用户和施工人员的身体健康,减少了对有机溶剂的浪费,节约了能源。以纳米SiO₂为核,采用含氟丙烯酸酯类单体、叔碳酸乙烯酯和丙烯酸酯类单体为壳制备的核壳型氟碳乳液符合CEPC（欧洲涂料、油墨、颜料工业协会联合会）标准,目前尚未见国内外相同文献报道。