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一、前 言
乳胶涂料由于是高分子分散体系,且是双重不均相体系,其干燥成膜过程与真溶液体系不同,往往会出现刷痕、搭接痕,影响涂层外观。国外资料报道采用添加流平剂来解决乳胶涂料流平性问题,为使国内乳胶涂料品位上一个台阶,我们开展了乳胶涂料专用流平剂的试制工作。试验中对丙烯酸系流平剂组成比例、合成工艺、应用情况,进行了探讨,现将试验过程分述如下。
二、实验部分
1. 反应机理
本报告试制的流平剂是采用丙烯酸系单体经自由基聚合而制得的水性高聚物。
2. 主要原料
(甲基) 丙烯酸、(甲基) 丙烯酸酯、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、CP 引发剂及醇醚类亲水助溶剂等。
3. 工艺流程
试制丙烯酸系流平剂其工艺流程如图1 。
图1 丙烯酸系流平剂工艺流程
三、结果与讨论
1. 软硬单体比例对性能的影响
不同丙烯酸酯单体具有不同物理性能,各种软硬单体不同组合,可得到不同玻璃化温度、不同物理性能和流变性能的共聚物,试验中采用不同软硬单体比例进行探讨,其试验结果如表1 所示。
从上述试验结果可知编号为1 – 5 号的配方较为适宜,其软硬单体之比为1∶(0. 5～0.8) 。
2. 亲水单体对性能的影响
从理论上讲丙烯酸共聚物中亲水单体增加,相变过程容易进行,胶体的流变性也能得到改善。试验中采用不同比例亲水单体进行探讨,其结果如表2 所示。
从表2 试验结果可知,随着亲水单体增加,反应情况良好,相变容易,透明性、润湿性均有所提高,但耐水性有所下降,综合考虑认为编号为2 – 3 号的配方较为适宜。
3. 乳化剂选择
根据经典哈斯理论,乳液聚合的链引发、链增长、链终止均在胶束内进行,胶束的多少和胶束的大小对聚合反应速度和聚合胶粒大小影响很大。而胶束多少和大小因不同乳化剂而异,为此研究乳化剂种类和用量对性能的影响很有必要。本文对非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂以不同比例混合使用,进行了探讨,其结果如表3 所示。
从表3 试验结果可知,乳化剂种类和用量多少,影响聚合反应速度和乳胶粒径大小,从乳胶光学性能可知,反应中出现蓝光时间越早,说明反应越快,蓝光愈足说明乳胶粒径愈小、透明性也越好,为此本文认为采用编号为3 – 5 号的混合型乳化剂配方较为适宜。
4. 助溶剂选择
从理论上讲,加入助溶剂可以加速反应体系转相以降低体系表面张力,但不同溶剂具有不同溶介度参数,其效果不一样,选用溶介度参数与聚合物相近的溶剂,其效果较好。本文采用了不同亲水性溶剂进行了探讨,其结果如表4 所示。
从表4 试验可知,选用溶介度参数9. 5 左右的溶剂有助于体系转相和降低体系表面张力,改善流平性。本文认为4 – 5 号配方较为适宜。
5. 流平剂对乳胶涂料性能影响
本文试制的丙烯酸系流平剂对苯丙、乙丙、纯丙、氯偏等乳胶涂料均能适用,且能改善乳胶涂料施工性能及涂膜物理性能。经测试涂料外观均匀细腻,流平无刷痕,耐水性试验无变化。流平剂不同用量对涂料性能影响见表5 。从表5 试验可知,只要加入少量该流平剂就可以改善乳胶涂料施工性和涂膜物理性能。在应用中可根据具体要求,综合考虑,选择合适用量,建议用量为0. 4 %～1. 5 %。
6. 聚丙烯酸系流平剂技术性能(见表6)
四、结 语
本文试制的流平剂系丙烯酸系单体经共聚而制得的水性树脂分散液,在乳胶涂料中使用量为占涂料总量的0. 4 %～1. 5 %为宜,对苯丙、乙丙、纯丙、氯偏乳胶涂料均有较佳流平作用,且能提高涂膜光泽和附着力。
