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由于建筑事业的发展和生命财产安全的需要, 集装修和防火为一体的新型高性能涂料品种的研制已成为热门课题[1 ] 。从目前的使用情况看, 各种防火涂料对烟气及有毒气体的抑制能力还很差。据统计, 火灾死亡原因中, 85 %以上是由于烟气窒息而死亡的。因此, 抑烟问题已成为防火涂料研制中亟待解决的课题之一。在本项目的防火乳胶漆配制中, 增稠剂的作用非常重要, 它不仅可以显著提高乳胶漆的粘度, 防止储存期的分水和沉淀, 提高漆的稳定性, 还可以防止施工时涂膜的流挂。但是, 增稠剂的用量、用法因选用的增稠剂种类及乳液的品种不同而存在较大的差异[2 ] , 使用不当, 不仅影响漆膜的流平、耐水、耐碱等性能, 而且可能使漆的稳定性变坏。作为本项目的开始, 笔者对几种不同增稠剂的用量与乳胶漆理化性能间的关系进行了实验研究和比较, 以期获得合适的增稠剂及其用量配比数据, 并为进一步的研究工作打下基础。
1 实验部分
111 原料及试剂
实验原料主要为: 颜料浆(白) 、醋酸乙烯—丙烯酸酯乳液(固形物含量50 %) 、改性聚丙烯酸钠(5 %水溶液) 、羟乙基纤维素(2.5 %氨水溶液) 、水溶性聚丙烯酸酯(10 %水溶液) 、水溶性乙烯基砒咯烷共聚物(10 %水溶液) 、水溶性丙烯酸—甲基丙烯酸酯聚合物分散液(8 %氨水溶液) 。
112 仪器
实验主要仪器为Brookfield 旋转粘度计, 其最高转数100rpm , 测量范围8 * 106 cp 。
113 实验方法[3 ]
将颜料浆、增稠剂水溶液和乳液按配比依次加入到烧瓶中并充分搅拌。取少量样品测量粘度, 其余置入锥形瓶中静置。
实验配比取自常见的建筑乳胶漆简化配方[4 ] :
白浆 41 % (wt %)
醋—丙乳液41 % (wt %)
增稠剂0.1～1.7
水17.9～16.3
2 实验结果及讨论
211 实验结果
(1) 采用不同增稠剂时测得的乳胶漆粘度数据见附表。
(2) 30rpm 时乳胶漆粘度与增稠剂用量间的关系见附图。
附图 乳胶漆粘度与增稠剂用量关系图
212 讨论
(1) 增稠剂品种及用量对增稠效果的影响
由乳胶漆粘度—增稠剂用量的关系图可以看出, 在相同用量(占漆0.3 %) 的情况下, 不同品种的增稠剂对醋—丙乳胶漆的增稠效果存在较大的差别, 其中羟乙基纤维素的增稠效果最好, 其余依次为改性聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯、丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物。同一种增稠剂在不同的用量范围内, 其增稠效果亦不相同。羟乙基纤维素、改性聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯及丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物等增稠曲线的斜率较大, 当用量在0.3 %以下时, 上述4 个品种均能达到较理想的粘度。而乙烯基砒咯烷共聚物的增稠曲线斜率最小, 随着增稠剂用量的增加, 粘度增长较平稳, 达到较理想粘度时增稠剂的用量较大。对某种乳液来说, 增稠剂的添加量存在着一定的极限。在本实验中, 羟乙基纤维素的用量在0.275 %～0.3 %时有一个突变值, 超出该用量值, 粘度就会直线上升, 从而使乳胶漆凝聚并失去稳定性, 故0.3 %可以认为是该增稠剂的极限用量。同理, 0.46 %也可认为是改性聚丙烯酸钠的极限用量。对聚丙烯酸酯和丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物来说, 当用量分别超过0.56 %和0.60 %时, 乳胶漆中的颜料会出现返粗现象, 因此这两个值亦可分别看作上述两种增稠剂的极限用量。
(2) 增稠剂品种对触变性能的影响
不同增稠剂对乳胶漆的触变效应是不同的。对同一种增稠剂, 若用量不同, 其触变性也不同。由附表中的触变指数数据可以看出, 在0.3 %的用量下, 触变性较大的增稠剂是聚丙烯酸酯, 其次是丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物。相对而言, 羟乙基纤维素的触变性较小, 但是当用量接近0.3 % , 其触变指数增加得很快, 乳胶漆性能亦变得很差。
3 结论
(1) 在收集到的增稠剂中, 羟乙基纤维素的用量最小, 增稠效果明显, 且触变性较小, 是较理想的选择对象。
(2) 使用时要特别注意增稠剂对不同乳液的用量极限, 否则会严重影响漆的稳定性。对本实验来说, 羟乙基纤维素的极限用量为0.3 %。
