丙烯酸酯乳膠漆的制備
作者:化工綜合網發布時間:2022-09-16分類:催化劑及助劑瀏覽:132
乳膠漆是一種水性涂料,以水作為分散介質,高聚物分子均勻地分散在水中形成穩定的乳液作為成膜物質,加入顏填料和各種功能性助劑,經分散研磨形成一種混和分散體系。其組成中有機溶劑含量低,只有2%—8%左右。是一種綠色環保型涂料。目前,乳膠漆的品種主要有聚醋酸乙烯乳膠漆、乙苯乳膠漆、苯丙乳膠漆、純丙烯酸酯乳膠漆、叔碳酸酯乳膠漆等,近年來還出現高彈性和高耐候性的有機硅單體、有機氟單體改性丙烯酸乳膠漆。乳膠漆由乳液,顏填料,助劑和水四個部分組成。
2.1乳 液
乳膠漆的乳液決定了乳膠漆的附著力,耐水性,耐沾污性,耐老化性,成膜溫度,儲存穩定性等根本性能。隨著涂料技術的發展進步,現在已經有多種性能不同,用途相異乳液可供選擇,如苯丙,酯丙,叔醋,純丙,硅丙,彈性乳液等。乳液可以自行合成,也可以向有關廠家購買。選擇合適的乳液生產乳膠漆是至關重要的。
制造乳膠漆的乳液是由多種單體經乳液聚合合成的,共聚單體的選擇將直接決定乳液乃至乳膠漆的性能。合成純丙乳液時選擇甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等單體作原料。在這些單體中,甲基丙烯酸甲酯主要為乳液提供必要的硬度,耐大氣性和耐洗刷性,甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯,提供樹脂的彈性、柔韌性、耐沖擊性和涂膜的附著力。丙烯酸為分子結構提高親水基團可增加涂膜與基材的附著力。
2.2顏填料
生產乳膠漆的顏填料有鈦白粉(金紅石型和銳鈦型),立德粉,重質碳酸鈣,輕質碳酸鈣,滑石粉,瓷土,云母粉,白炭黑,重晶石粉,沉淀硫酸鋇,硅酸鋁粉等。用于外墻乳膠漆的顏填料有金紅石型鈦白粉,重質碳酸鈣,滑石粉,云母粉等,適用于內墻乳膠漆的顏填料有銳鈦型鈦白粉,立德粉,重質碳酸鈣,輕質碳酸鈣,滑石粉,瓷土,硅酸鋁粉等。各種顏填料的密度是不同的,其性能差別也很大。
各種顏填料的密度
顏填料名稱 密度
金紅石型鈦白粉 4.2
銳鈦型鈦白粉 3.9
輕重鈣 2.7
滑石粉 2.8
瓷土 2.6
顏填料的吸油量是乳膠漆的一個重要指標,在同樣的稠度下,吸油量大的顏填料比吸油量小的顏填料要耗費較多的漆料,不同顏填料的顏色,遮蓋力,著色力,粒度,晶型結構,表面電荷,極性等物理性能均不相同,也決定了其化學性能(耐化學品性,耐侯性,耐光性,耐熱性)的不同,因此合理選擇顏填料的數量品種在乳膠漆的生產中也很重要,它決定了乳膠漆分散性能的好壞、遮蓋能力、耐老化性、外觀狀態、儲存穩定性等各種性能。
2.3助劑
乳膠漆中使用的助劑有潤濕劑,分散劑,增稠劑,消泡劑,成膜助劑,PH調節劑,防腐劑,防霉劑等。其中分散劑和增稠劑的使用尤為重要,早期的乳膠漆或者低成本涂料中用的分散劑多采用多聚磷酸鹽類,如六偏磷酸鈉,三聚磷酸鈉,在高PVC低成本的乳膠漆中,選用聚丙烯酸鹽和陰離子,非離子多官能團嵌段共聚物為分散劑。
增稠劑主要品種為纖維素衍生物類(HEC),聚丙烯酸酪乳液增稠劑(堿膨脹增稠劑)和締合型增稠劑三大類,可分別使用,也可以相互合理搭配使用。顏填料體積濃度高時乳膠漆使用HEC和聚丙烯酸鹽類為主,中低顏填料體積濃度的外墻乳膠漆中使用締合型增稠劑為主。
乳膠漆的觸變指數的高低是所用增稠劑效果的最好檢測。流平性好的乳膠漆,其TI<4,流平性要求不高的乳膠漆,其TI可略高。實踐證明,HEC增稠的乳膠漆增稠效率高,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值影響。締合型增稠劑性能優良,但價格比較貴。
特殊品種助劑具有顯著作用:硅助劑可以明顯改變乳膠漆的附著力,蠟助劑可以使乳膠漆呈現荷葉效果,氟碳助劑則極大的改變了乳膠漆的附著力,防水性能和耐沾污性。
2.4水
乳膠漆所用水為去離子水,可由專用的脫離子水器生產,乳膠漆用水標準可以參照蒸汽鍋爐用軟水指標:總硬度<0.3毫克當量/升;而將自來水用于乳膠漆生產是不合適的,短時期內尚無明顯變化,長期儲存則極容易沉淀,并容易造成破乳。
三.主要試劑
實驗試劑:
甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸甲酯,丙烯酸,去離子水,過硫酸銨,十二烷基磺酸鈉,吐溫-60,消泡劑。
四.實驗設計
(一)純丙乳液的合成
目標產物:乳白色的純丙乳液
提 示:
1.聚合機理及聚合方法:自由基聚合,乳液聚合
2.反應裝置:常規乳液聚合裝置
要 求:
1.根據所需的目標產物,確定聚合配方、聚合機理及具體聚合方法;
2.確定聚合裝置及主要儀器,畫出聚合裝置簡圖;
3.研究乳液聚合的動力學過程,確定影響乳液性能的因素,如:軟、硬單體用量比例,乳化劑選擇,引發劑用量等。
(二)純丙乳膠漆的制備
目標產物:乳白色的純丙乳膠漆的制備
提 示:
1.制備方法:高速分散,砂磨混合
2.反應裝置:高速分散機,砂磨機
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