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优质的内墙涂料用乳液不仅对颜填料有很高的承载力，而且要求其展色性能好，耐水、耐碱、耐候性能好，在配制高PVC( 颜料体积浓度) 内墙乳胶漆时的耐擦洗性能要高，这也是检测乳液性能的重要手段。测试乳胶漆的耐擦洗性方法是指乳胶漆的漆膜承受蘸有洗涤介质( 0.5% 洗衣粉水) 在JTX-Ⅱ建筑涂料耐刷洗仪上反复洗刷而不被损坏的能力。该项技术指标对内墙涂料十分重要，其好坏直接关系到乳胶漆的黏结能力、耐沾污性、耐久性等多项性能，国标GB/T 9756－2001 也对内墙乳胶漆的耐擦洗性作出明确的要求。乳液的种类和添加量多少是影响乳胶漆耐擦洗的最主要因素。目前涂料企业制作内墙乳胶漆采用的乳液有三大类，一种是纯丙烯酸酯聚合物乳液，简称纯丙乳液；一种是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，简称苯丙乳液；一种是醋酸乙烯- 丙烯酸酯共聚物乳液，简称醋丙乳液。其中又以苯丙和醋丙乳液使用最广。相比而言用同等乳液量配制的涂料，苯丙乳液要比醋丙乳液的耐洗刷性能好。目前国内比较知名的乳液有广东巴德富的998A、江苏日出的615、上海保力佳的818 苯丙乳液。但在乳液添加10% 的时候，日出的615 苯丙乳液耐擦洗次数在500~700 次左右，保力佳的818苯丙乳液耐擦洗次数在600~800 次左右，巴德富的998A 稍好些，在800~1000 次左右。江苏紫石化工公司乳液研发中心的建筑乳液项目组一直致力于高耐水性、高耐擦洗苯丙乳液的研究，该研发中心采用多功能交联单体(LEG) 及交联剂(LA28) ，合成出适合用于生产高PVC 内墙涂料的苯丙乳液。该苯丙乳液添加10% 时其耐擦洗次数可达到2000 次以上，平均也能达到5 次以上。
1 实验部分
1.1 实验原料
苯乙烯( St) ：北京东方，工业级；丙烯酸乙酯( EA) ：扬子巴斯夫，工业级；丙烯酸丁酯(BA) ：扬子巴斯夫，工业级；丙烯酸(AA) ：北京东方，工业级；甲基丙烯酸甲酯(MMA) ：广州双键，工业级；常温交联单体(LEG) ：汽巴公司，工业级；乳化剂( F-10) 、乳化剂(DS-10) ：克莱恩，工业级；有机硅单体(A-171 及174) 、硅单体防水解剂(LPH) 、交联剂( LA28) 、过硫酸铵( APS) 、聚合稳定剂(M) 、去离子水( 自制) 。
1.2 合成工艺
采用半连续滴加聚合法，在乳化釜中加入部分乳化剂、去离子水，搅拌分散均匀，然后加入配方量的单体，快速搅拌进行预乳化，备用。反应釜中加入去离子水和剩余乳化剂进行搅拌，然后加热升温。当温度升到75℃ 时，取一定量的预乳化液和引发剂加入到反应釜中进行引发。当反应釜中出现蓝光后，引发结束，开始加热升温到84℃，然后开始滴加剩余乳化液和引发剂，控制反应温度在83~86℃ 之间，滴加时间控制在3 h 左右。再保温1h 并进行残余单体后消除处理，最后降温调节乳液pH 值，过滤出料。
1.3 乳液性能测试
1.3.1 固含量
称取2 g 左右乳液放入已知重量的表面皿中用分析天平称重( 精确至0.0001 g) ，置于120℃ 烘箱中。2 h 后取出，冷却到室温，用分析天平称重，计算固体含量，用质量分数表示。
1.3.2 吸水性
将乳液覆在洁净的聚酯膜上，室温自然干燥96h，待完全干燥成膜透明为止，并称量膜的重量。再将胶膜置于去离子水中浸泡48 h，取出后吸净表面水分后称重，计算浸水后胶膜增量，以此表征胶膜的耐水性。
1.3.3 表观黏度
25℃，NDJ-1 旋转黏度计4# 转子进行测定。
1.3.4 乳液稳定性
( 1) 机械稳定性：在大约为1000 mL 的容器中加入约400 g 左右已过滤的乳液，将其放在高速分散机上，用夹子固定，以2500 r/min 分散0.5 h，再过滤，观察滤网是否有明显的絮凝物。
( 2) 冻融稳定性：将50 g 试样装入约100mL的圆筒塑料瓶中，放入5℃±℃ 低温冰箱中， 后取出，在23℃±2℃ 条件下放置6 h。反复操作3 次后，打开容器，用玻璃棒搅拌，观察有无硬块、絮凝等现象。
( 3) 贮存稳定性：将500 g 左右乳液样品装入合适的塑料或玻璃容器中，瓶内留有10% 的空间，密封后放入50℃±2℃ 恒温干燥箱中。2 周后取出在23℃±2℃ 下放置3 h，打开容器，观察有无分层、结皮、硬块及絮凝现象。
( 4) 稀释稳定性：将试样用蒸馏水稀释到不挥发物为( 3±0.5)%，然后将水分散液置于100mL带塞量筒中，静置72 h 后，观察是否有分层沉淀物。
( 5) 钙离子稳定性：在小烧杯中加入30 mL 乳液，然后加入质量分数为5% 的CaCl2 溶液15 mL，搅拌均匀后置于100 mL带塞量筒中，48 h 后观察有无分层、沉淀、絮凝等现象。
( 6) 乳液成膜耐水性：用湿膜制备器( 100 μm)将乳液均匀刮涂在干净的玻璃板上，室温25℃±2℃干燥24 h，放入盛有去离子水的容器中，观察涂膜变化。
1.3.5 pH值
使用pH 计测定pH值。
1.4 应用
高PVC 低档内墙涂料配方：( 分别用广东巴德富的998A、江苏日出的615、上海保力佳的868 苯丙乳液及自制苯丙乳液做对比)水：250；DA 分散剂：7；280 润湿剂：1.5；丙二醇：15；钛白粉：40；1000 目滑石粉：60；轻钙：150；重钙：255；消泡剂TSP-01：1.5；2.5%HEC：60；乳液：100；TM-2 成膜助剂：6.5；TSP-03 消泡剂：1.5；水：5；杀菌剂：1.5；增稠剂：5.5；2.5% HEC：40。
2 结果与讨论
2.1 乳液物理性能检验
2.2 聚合单体的选择
丙烯酸单体分为软单体和硬单体，使用不同性能的单体加以组合，可以综合各自的特点合成出符合性能要求的产品。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯属于硬单体，玻璃化温度高，硬度高、光泽性好、耐摩擦性能好，但弹性差。而丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯属于软单体，弹性好、耐热性好，但光泽、耐沾污性和耐擦洗性能差。丙烯酸和交联剂LEG 属于功能单体，能提高附着力、胶膜拉伸强度、耐溶剂和耐油性能。因此根据实际情况，确定适合用于真石漆的乳液玻璃化温度在20~25℃ 之间，此时漆膜光泽度高、硬度高、抗沾污性能好。
2.3 交联剂LA28 的影响
交联剂LA28 是一种进口的交联单体，聚合时交联剂LA28 与其他单体反应可以增加分子间的内聚力，从而增加乳液的湿附着力和抗划伤性能，并且能有效提高抗擦洗性能，用量控制在单体量的5%~6%。
2.4 交联剂LEG 的影响
为改善涂料漆膜的黏接强度和耐水性能，在合成乳液时加入交联单体LEG。LEG 是多官能团单体，在乳液成膜时可以常温交联，增加其含量可以使黏合剂分子链的网络结构变得致密，膜的机械性能提高，表现为对基层的附着力提高，耐水性能也相应提高。但由于交联剂LEG 价格非常高，用量增加，成本也相应提高。本文确定其用量为单体量的1%~2%。
2.5 聚合稳定剂M的影响
乳液聚合的后期，由于体系的黏度增加，反应热不能及时散出，会造成聚合速度加快，往往出现絮凝、挂壁、抱轴等现象；出料的时候会有大量聚合渣子，造成出料过滤困难而影响产品的质量。作者在乳液聚合时加入聚合稳定剂M。该稳定剂是一种反应型的乳化剂，由于含有双键，可参与乳液共聚，与聚合物形成共价键，增加乳液的抗絮凝性能，提高聚合时的稳定性。而且该稳定剂可以代替部分乳化剂，减小乳化剂用量，能提高胶膜耐水性和耐擦洗性。但由于其价格昂贵，用量增加，成本也相应增加。本文确定其用量为单体的0.5%~1.0%。
表3 聚合稳定剂M含量对乳液性能的影响
2.6 用4 种苯丙乳液配制内墙涂料耐刷洗性能检测结果
表4 配制内墙涂料耐刷洗性能测试
由上表对比可以看出自制的苯丙乳液耐刷洗性能要好于其他产品，巴德富998A 稍好，保力佳818其次，日出615 最差。( 涂料配方及养护条件都相同情况下所测结果)
3 结论
虽然乳胶漆的耐擦洗性会因为各种原因导致检测结果数据上出现很大误差，但它毕竟是乳胶漆综合性能的重要体现。我们不推崇追求无谓的高耐擦洗，但保证乳胶漆足够好的耐擦洗却是必要的。因为在耐擦洗相同的情况下，可以适当降低乳液的添加量，也就是说在一定条件下可以降低涂料的生产成本。本文采用国内外最新的多功能交联单体LEG 及交联剂LA28 合成出用于生产内墙乳胶漆的苯丙乳液。通过对其进行全方面的性能检测，结果表明：该苯丙乳液综合性能优异，用该苯丙乳液配制的内墙涂料，耐洗刷次数是普通苯丙乳液的2~4倍。经过多次检测，当该乳液在涂料中含量为10%的时候，涂料耐擦洗次数可以达到2000 次以上，最少的时候也要在1500 次以上。当该乳液在涂料中含量为8% 的时候，涂料的耐擦洗次数可以达到400次以上，有时甚至会超过600 次，是做高PVC ( 颜料体积浓度) 内墙乳胶漆的理想选择。
