丙烯酸脂类乳胶漆的制备

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刘海鹏

1、掌握制备丙烯酸酯乳胶漆的各种聚合反应机理，达到理论与实际应用相结合；

2、掌握聚合配方和聚合反应条件，在确定体系组成原理、作用、配方设计及用量等方面得到初步锻炼；

3、对聚合工艺条件的设置有所了解，进一步掌握聚合单体配比、聚合温度和反应时间等因素的确定方法。

随着建筑业的发展和住宅业的兴起，乳胶漆广泛地用于室内装修和高楼外墙的装饰。乳胶漆是一种水性涂料，以水作为分散介质，高聚物分子均匀地分散在水中形成稳定的乳液作为成膜物质，加入颜填料和各种功能性助剂，经分散研磨形成一种混和分散体系。其组成中有机溶剂含量低，只有2％-8％左右。目前，乳胶漆的品种主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙苯乳胶漆、苯丙乳胶漆、纯丙烯酸酯乳胶漆、叔碳酸酯乳胶漆等，近年来还出现高弹性和高耐候性的有机硅单体、有机氟单体改性丙烯酸乳胶漆。乳胶漆由乳液，颜填料，助剂和水四个部分组成。

1、乳 液

　　乳胶漆的乳液决定了乳胶漆的附着力，耐水性，耐沾污性，耐老化性，成膜温度，储存稳定性等根本性能。乳液可以自行合成，也可以向有关厂家购买。选择合适的乳液生产乳胶漆是至关重要的。

　　制造乳胶漆的乳液是由多种单体经乳液聚合合成的，共聚单体的选择将直接决定乳液乃至乳胶漆的性能。合成纯丙乳液时选择甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等单体作原料。在这些单体中，甲基丙烯酸甲酯主要为乳液提供必要的硬度，耐大气性和耐洗刷性，甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯，提供树脂的弹性、柔韧性、耐冲击性和涂膜的附着力。丙烯酸为分子结构提高亲水基团可增加涂膜与基材的附着力。

2、颜填料

　　生产乳胶漆的颜填料有钛白粉(金红石型和锐钛型)，立德粉，重质碳酸钙，轻质碳酸钙，滑石粉，瓷土，云母粉，白炭黑，重晶石粉，沉淀硫酸钡，硅酸铝粉等。用于外墙乳胶漆的颜填料有金红石型钛白粉，重质碳酸钙，滑石粉，云母粉等，适用于内墙乳胶漆的颜填料有锐钛型钛白粉，立德粉，重质碳酸钙，轻质碳酸钙，滑石粉，瓷土，硅酸铝粉等。各种颜填料的密度是不同的，其性能差别也很大。

    颜填料的吸油量是乳胶漆的一个重要指标，在同样的稠度下，吸油量大的颜填料比吸油量小的颜填料要耗费较多的漆料，不同颜填料的颜色，遮盖力，着色力，粒度，晶型结构，表面电荷，极性等物理性能均不相同，也决定了其化学性能(耐化学品性，耐侯性，耐光性，耐热性)的不同，因此合理选择颜填料的数量品种在乳胶漆的生产中也很重要，它决定了乳胶漆分散性能的好坏、遮盖能力、耐老化性、外观状态、储存稳定性等各种性能。

3、助剂 

　　乳胶漆中使用的助剂有润湿剂，分散剂，增稠剂，消泡剂，成膜助剂，PH调节剂，防腐剂，防霉剂等。其中分散剂和增稠剂的使用尤为重要，早期的乳胶漆或者低成本涂料中用的分散剂多采用多聚磷酸盐类，如六偏磷酸钠，三聚磷酸钠，在高PVC低成本的乳胶漆中，选用聚丙烯酸盐和阴离子，非离子多官能团嵌段共聚物为分散剂。

　　乳胶漆的触变指数的高低是所用增稠剂效果的最好检测。流平性好的乳胶漆，其TI＜4，流平性要求不高的乳胶漆，其TI可略高。实践证明，HEC增稠的乳胶漆增稠效率高，用量少，但流平性差，刷痕不容易除去。聚丙烯酸酪乳液使用便利，但是容易受到PH值影响。缔合型增稠剂性能优良，但价格比较贵。 

　　特殊品种助剂具有显著作用：硅助剂可以明显改变乳胶漆的附着力，蜡助剂可以使乳胶漆呈现荷叶效果，氟碳助剂则极大的改变了乳胶漆的附着力，防水性能和耐沾污性。

4、水 

　　乳胶漆所用水为去离子水，可由专用的脱离子水器生产，乳胶漆用水标准可以参照蒸汽锅炉用软水指标：总硬度＜0.3毫克当量/升；而将自来水用于乳胶漆生产是不合适的，短时期内尚无明显变化，长期储存则极容易沉淀，并容易造成破乳。 

药品：（用量）

组分

三口圆底烧瓶中加入乳化剂和大部分去离子水

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加热、搅拌使乳化剂充分溶解于水，降温至65℃左右

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取1/10单体混合物加入反应器乳化 15-20min，升温至82-83℃

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加入1/4的引发剂水溶液，反应20-30min

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约2.5-3h内，滴加剩余单体混合物，其间数次加引发剂

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滴加完后，升温至90℃左右

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加入剩余引发剂，继续反应0.5h，降温至40℃以下

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加入碳酸氢钠水溶液调节pH为7.0-7.5

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过滤，出料

                                     学生签名：           

年    月     日

教师签名：            

     年    月     日