摘要：通過幾種成膜助劑與乳液相容性的考察，討論了其對(duì)乳液的粘度、凍融穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性、最低成膜溫度及涂料性能的影響。關(guān)鍵詞：成膜助劑在乳膠漆中的應(yīng)用 ；應(yīng)用1前言建筑涂料在涂料工業(yè)中占有很重要的地位，目前，國(guó)內(nèi)建筑涂料在涂料中的比重日漸增大。隨著人們生活水平的口益提高．對(duì)建筑用乳膠漆的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，而涂料成膜的好壞直接影響涂層的性能。一般人們認(rèn)為乳膠漆在較短的時(shí)間內(nèi)就能完全成膜，而忽略了各個(gè)成膜階段的溫度控制，特別是外用乳膠漆在施工后的溫度變化較大，使最終涂層的性能不理想，如光澤下降、附著力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。本文對(duì)幾種成膜助劑在乳膠漆中的應(yīng)用進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，對(duì)建筑用乳膠漆的配方設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。2實(shí)驗(yàn)部分與溶劑型涂料不同，乳膠漆的成膜機(jī)理一般分為以下過程：第一，充填過程。乳膠漆施工后，水分揮發(fā)，當(dāng)乳膠微粒占膜層74％(體積)時(shí)，微粒相互靠近而達(dá)到密集的充填狀態(tài)。組分中的乳化劑及其他水溶性助劑留在微粒間隙的水中。第二，融臺(tái)過程。水分繼續(xù)揮發(fā)，高聚物微粒表面吸附的保護(hù)層破壞．裸露的微粒相互接觸，其間隙愈來(lái)愈小，至毛細(xì)管徑大小時(shí)，由于毛細(xì)管作用，其毛細(xì)管壓力高于聚合物微粒的抗變形力，微粒變形，最后凝集、融合成連續(xù)的涂膜。這一過程是乳液能否成膜的關(guān)鍵，若乳液顆粒的玻璃化溫度(Tg)較高(為了使涂膜具有良好的機(jī)械性能,耐候性和耐沾污性，Tg值一般不能太低)，在較低環(huán)境溫度下，就很難變形，從而會(huì)使融合過程受阻，導(dǎo)致不能成膜，這時(shí)往往需要用成膜助劑協(xié)助成膜。第三，擴(kuò)散過程。殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴(kuò)散，并使高聚物分子長(zhǎng)鏈相互擴(kuò)散，形成具有良好性能的均勻涂膜。成膜助劑是一種可以揮發(fā)的暫時(shí)性增塑劑，能促進(jìn)乳膠粒了的塑性流動(dòng)和彈性變形，改善其聚結(jié)性，可在廣泛的施工溫度范圍內(nèi)成膜、理想的成膜助劑應(yīng)具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低聚臺(tái)物的最低成膜溫度；在水巾溶解性小；具有-定的揮發(fā)性，成膜過程中能滯留在涂膜中發(fā)揮作用，成膜后全部揮發(fā)，不影響涂膜性能；不影響乳液的穩(wěn)定性。成膜助劑的種類很多，包括醇類(如笨甲醇)、酯醇類(如Texanol酯醇等)、醇醚類(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)、醇醚酯類(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。常用的成膜助劑有Texanol酯醇、苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。以下就這幾種常用的成膜助劑進(jìn)行比較試驗(yàn)。2．1主要儀器設(shè)備最低成膜溫度儀(日本理學(xué)工業(yè)公司，IV605)2．2試驗(yàn)用的乳液本試驗(yàn)采用在國(guó)內(nèi)具有代表性、使用廣泛的純丙、苯丙、醋丙、叔醋等乳液，如長(zhǎng)興、巴斯夫、聯(lián)碳、國(guó)民淀粉、羅門哈斯、江蘇口出集團(tuán)、北京東方化工J一、北京通州互益化工廠、北京振翔貿(mào)易公百公司、山東青州寶達(dá)化工廠、北京科信工業(yè)貿(mào)易有限責(zé)任公可等的產(chǎn)品，因篇幅關(guān)系，本文僅提供部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)。2．3成膜助劑在乳液及涂料中的性能試驗(yàn)相容性試驗(yàn)：乳液與成膜助劑Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合，攪拌均勻，觀察乳液的性狀。乳液粘度的測(cè)定：在相容性正常的乳液中加人成膜助劑后測(cè)定其牯度，觀察粘度變化情況。乳液攝低成膜溫度的測(cè)定：將可相容的乳液與幾種成膜助劑混合，測(cè)定其最低成膜溫度(MFT)。乳液凍融穩(wěn)定性試驗(yàn)：將相容性正常的乳液加入相應(yīng)量孔液最低成膜溫度降至0℃的最你用量)的Texanol、BA、EB和PPH成膜助劑．于-10％的冰箱中放置16h取出后于標(biāo)準(zhǔn)條件(室溫23±2℃，相對(duì)濕度50±5％)下放置8h，如此反復(fù)5個(gè)循環(huán)，觀察乳液最終狀態(tài)。乳液貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)：將相容性正常的乳液加入相應(yīng)量(乳液最低成膜溫度降低至0℃的最低用量)的Texanol酯醇、苯甲醇、EB、PPH成膜助劑，在標(biāo)準(zhǔn)條件(室溫23±2℃，相對(duì)濕度50±5％)下放置3個(gè)月，定期觀察乳液的狀態(tài)，測(cè)定其粘度、pH值。2．4涂料的性能檢測(cè)選用不同的成膜助劑(Texanol、EB、PPH和BA)，比較其對(duì)涂料性能的影響。PPH和BA不能直接加入，將其與醇類溶劑混合，在配漆過程中緩慢滴加，以防止造成絮凝；EB若在攪拌情況下緩慢加入，可不與醇類溶劑混合，但加入速度應(yīng)緩慢。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T9755―95進(jìn)行性能測(cè)試(耐老化性除外)，在耐擦洗性方面Texanol酯醇有比較突出的優(yōu)勢(shì)，很可能是因?yàn)槠渌赡ぶ鷦┡c純丙乳液的相容性不好，影響了乳液成膜，從而對(duì)涂料的性能造成影響。生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意成膜助劑不能添加太快，以免產(chǎn)生絮凝而影響涂料的性能。3結(jié)果與討論3．1成膜助劑與乳液的相容性成膜助劑與乳液的相容性試驗(yàn)結(jié)果：BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好，PPH在除純丙乳液外的其他乳液中相容性好，但這幾種成膜助劑都要緩慢滴加。否則也容易造成絮凝。對(duì)于純丙乳液，加人此三種成膜助劑都會(huì)產(chǎn)生絮凝，有時(shí)可以將這幾種成膜助劑與醇類溶劑混合后加到乳液中，以免造成破乳。Trexanol酯醇與我們收集到的任何一種乳液的相容性都很好，且添加方式簡(jiǎn)易，不容易造成破乳，對(duì)乳液具有普遍性。　　3．2對(duì)乳液粘度的影響加入成膜助劑后，乳液的粘度基本上都有所增大。這是因?yàn)槌赡ぶ鷦?huì)軟化乳液粒子，乳液粒子溶脹而變大，只要加量適當(dāng)，不會(huì)影響乳液的使用。但是，由于乳液粒子的溶脹，其表面上起保護(hù)作用的表面活性劑及保護(hù)膠體的濃度相應(yīng)降低．甚至被大量成膜助劑取代，而使乳液不穩(wěn)定。　　3．3對(duì)乳液MFT的影響　　成膜助劑對(duì)乳液MFT的影響：對(duì)于相容性好的乳液，要達(dá)到最低成膜溫度O℃時(shí)的成膜助劑的用量，對(duì)于苯丙乳液，加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小，這可能是因?yàn)橄嗨葡嗳菰恚郊状寄茉谧畲蟪潭壬宪浕奖橐毫Ｗ樱怪暂^少的用量就將乳液的最低成膜溫度降至0℃，但其毒性較大，對(duì)其他類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。EB可溶于水，加到乳液中后，不易與乳液粒子接觸，所以其用量相應(yīng)要大些，但由于其揮發(fā)速度與水相當(dāng)，甚至更快，所以對(duì)成膜不利。進(jìn)而影響涂層的性能。PPH對(duì)苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易與乳液粒子接觸。因此，對(duì)于PPH可相容的乳液，與Texan0l酯醇效果差不多，但對(duì)十純丙乳液或其他類型的乳液，Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助劑簡(jiǎn)易，且用量不大。　　3．4對(duì)乳液凍融穩(wěn)定性的影響加入成膜助劑對(duì)乳液的凍融穩(wěn)定性有一定影響。經(jīng)過5次循環(huán)以后，乳液均凝聚，其原因是成膜助劑使乳液粒子溶脹，且使保護(hù)膠體濃度相應(yīng)降低的緣故，所以若用成膜助劑與乳液配制成基料再使用，就要注意不能在低溫下放置貯存。3．5對(duì)乳液貯存穩(wěn)定性的影響　　成膜助劑對(duì)乳液的貯存穩(wěn)定性沒有影響(僅針對(duì)相容性好的乳液)，隨著時(shí)間的推延，有些乳液的pH值略微下降，這是中和乳液時(shí)所用的氨水揮發(fā)所致。乳膠漆成膜機(jī)理：乳膠漆涂料的成膜分為三個(gè)過程，乳膠顆粒緊密堆積，乳膠顆粒融結(jié)、聚合物鏈端相互擴(kuò)散。乳膠漆涂布于基底上，涂料中揮發(fā)分（主要為水分）外蒸內(nèi)吸，涂料固含量不斷增加，顆粒相互接近最后達(dá)到最緊密的堆積。干燥繼續(xù)進(jìn)行，覆蓋于乳膠顆粒表面的吸附層被破壞，裸露的聚合物顆粒表面直接接觸，在聚結(jié)溶劑的溶漲溶解作用下，顆粒軟化變形融結(jié)而成連續(xù)薄膜。乳膠顆粒融結(jié)同時(shí)和之后，聚合物表面的鏈端分子相互滲透、擴(kuò)散，涂膜進(jìn)一步均勻化。乳膠漆成膜與天氣狀況關(guān)系很大，高溫、大風(fēng)，低濕度，低溫、過度潮濕等都將導(dǎo)致乳膠粒子成膜不良，影響涂膜性能。

最近幾年國(guó)內(nèi)精細(xì)化工行業(yè)都在關(guān)注一個(gè)問題：21世紀(jì)精細(xì)化工的發(fā)展趨勢(shì)。自從20世紀(jì)90年代后期以來(lái)，我國(guó)決定加大在能源、信息、生物、材料等高新技術(shù)領(lǐng)域的投資力度，化工作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)沒有被列入國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的行列，而被有的人歸于夕陽(yáng)工業(yè)。但事實(shí)并非如此，特別是我們精細(xì)化工，由于它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的特殊地位，由于它和能源、信息、生物化工以及材料學(xué)科之間的緊密聯(lián)系，它在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中的作用將愈來(lái)愈重要，而成為不可替代、不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。 在這里我充滿信心地告訴大家，精細(xì)化工在中國(guó)、乃至在世界，依然是朝陽(yáng)工業(yè)，前景一片光明。 一．精細(xì)化工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 我們都知道精細(xì)化工是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的化工行業(yè)，主要包括醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、涂料、表面活性劑、催化劑，助劑和化學(xué)試劑等傳統(tǒng)的化工部門，也包括食品添加劑、飼料添加劑、油田化學(xué)品、電子工業(yè)用化學(xué)品、皮革化學(xué)品、功能高分子材料和生命科學(xué)用材料等近20年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的新領(lǐng)域。中國(guó)是個(gè)人口大國(guó)，十多億人的生存與生存質(zhì)量與精細(xì)化工息息相關(guān)。增加糧食產(chǎn)量，需要多種高效低毒的農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除草劑、復(fù)合肥料；抵疾病需要多種醫(yī)藥、抗生素；石化工業(yè)生產(chǎn)需要催化劑、表面活性劑、油品添加劑和橡膠助劑等。服裝、絲綢工業(yè)需要高質(zhì)量的染料、紡織助劑、顏料；美化環(huán)境、改善居住條件需要不同的涂料、黏合劑；據(jù)報(bào)道一臺(tái)電視機(jī)與2000多種化學(xué)品有關(guān)，其中絕大部分是精細(xì)化學(xué)品。 正由于精細(xì)化工對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的重大貢獻(xiàn)，被我國(guó)先后列為“六五”、“七五”、“八五”和“九五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，并作為七大重點(diǎn)工程之一來(lái)抓。經(jīng)過20多年的努力，我國(guó)精細(xì)化工得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前我國(guó)精細(xì)化工企業(yè)總數(shù)已達(dá)11000余家，傳統(tǒng)領(lǐng)域精細(xì)化工企業(yè)7000多家，其中染料、顏料企業(yè)1525家，農(nóng)藥及其制劑加工企業(yè)1243家，涂料生產(chǎn)企業(yè)4544家；新領(lǐng)域精細(xì)化工企業(yè)3900家. 精細(xì)化工行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)1200億元，其中新領(lǐng)域精細(xì)化工產(chǎn)值為600～700億元。許多精細(xì)化工產(chǎn)品產(chǎn)量如染料、農(nóng)藥等居世界前列。有部分精細(xì)化工產(chǎn)品已能滿足國(guó)內(nèi)需求。 精細(xì)化工的發(fā)展，促進(jìn)了其它行業(yè)如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、紡織印染、皮革、造紙等衣、食、行和用水平的提高，同時(shí)為這些行業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益的提高。 精細(xì)化工的發(fā)展，為生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料、新能源技術(shù)、環(huán)保等高新技術(shù)的發(fā)展提供了保證。 精細(xì)化工的發(fā)展，直接為石油和石油化工三大合成材料（塑料、橡膠和纖維）的生產(chǎn)及加工、農(nóng)業(yè)化學(xué)品的生產(chǎn)，提供催化劑、助劑、特種氣體、特種材料（防腐、防高溫、耐溶劑）、阻燃劑、膜材料，各種添加劑，工業(yè)表面活性劑、環(huán)境保護(hù)治理化學(xué)品等，保證和促進(jìn)了石油和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。 精細(xì)化工的發(fā)展，提高了化學(xué)工業(yè)的加工深度，提高了大的石油公司、大的化工公司的經(jīng)濟(jì)效益。 精細(xì)化工的發(fā)展，提高了國(guó)家的化學(xué)工業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。 當(dāng)今，精細(xì)化工已成為世界化學(xué)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，也是化學(xué)工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。因此國(guó)家經(jīng)貿(mào)委在“十五”工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃綱要中指出：化學(xué)工業(yè)的發(fā)展是以“化肥、農(nóng)藥和精細(xì)化工為重點(diǎn)”。化肥和農(nóng)藥直接與糧食生產(chǎn)有關(guān)，所以精細(xì)化工和糧食生產(chǎn)一樣重要，只能立足于國(guó)內(nèi)，不能依賴于國(guó)外，關(guān)系國(guó)計(jì)民生的、不可或缺的重要經(jīng)濟(jì)部門。 二．國(guó)內(nèi)外精細(xì)化工的發(fā)展現(xiàn)狀 據(jù)統(tǒng)計(jì)全球500強(qiáng)中有17家化工企業(yè)，其中前幾位是美國(guó)杜邦公司、德國(guó)巴斯夫公司、赫斯特公司和拜爾公司，美國(guó)的道公司以及瑞士的汽巴―嘉基公司等。它們都有百余年的歷史，在20世紀(jì)70年代以前都大力發(fā)展石油化工，后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)向精細(xì)化工。德國(guó)是發(fā)展精細(xì)化工最早的國(guó)家。它們從煤化工起家，在20世紀(jì)50年代以前，以煤化工為原料的占80%左右，但由于煤化工的工藝路線和效益不佳，1970年起以石油為原料的化工產(chǎn)品比例猛增到80 % 以上。 杜邦公司是世界上最大的化學(xué)公司，成立于1802年。它從1980年前后才從石油化工大幅度地轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，比德國(guó)和日本起步晚，但發(fā)展速度卻很快。該公司對(duì)以往通用產(chǎn)品以提高質(zhì)量、降低成本和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，80年代以來(lái)，擴(kuò)大了專用化學(xué)品的生產(chǎn)，主要為農(nóng)藥、醫(yī)藥、特種聚合物、復(fù)合材料等精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。該公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)為發(fā)展生命科學(xué)制品，為保健品、抗癌、抗衰老等藥物和仿生醫(yī)療品，1995年該公司利潤(rùn)為33億美元。

標(biāo)簽：高分論文