乳胶漆用苯丙乳液最佳配方的确定

1 　前　言
苯丙乳液广泛用于涂料、织物、造纸和粘合剂等工业,以其优异的耐水性、耐碱性、耐擦洗性和低廉的价格受到人们的青睐。但市售的很多苯丙乳液存在着耐水性、耐沾污性及附着力不理想等问题。苯丙乳液膜的附着力与含羧基官能团的丙烯酸有关;耐沾污性与涂膜的硬度(即玻璃化温度) 有关,然而随着玻璃化温度的提高,涂膜的附着力降低;耐水性与乳化剂及含亲水官能团的丙烯酸用量有关,乳化剂及丙烯酸的用量增大,涂膜易泛白,耐水性下降。可见,附着力、耐水性两者之间是相互关连、相互影响的。本文通过对不同丙烯酸、乳化剂配比制得的苯丙乳液进行性能对比实验,从而确定乳胶漆用苯丙乳液的最佳配方。

2 　实验部分
211 　原材料
苯乙烯(St) 、丙烯酸丁酯(BA) 、丙烯酸(AA) 、过硫酸铵、乳化剂MS – 1、保护胶PM。

212 　乳化剂用量对涂膜性能的影响
首先将苯乙烯152 ml 、丙烯酸丁酯97 ml 及适量丙烯酸加到加有一定量乳化剂的水溶液中,配制成预乳化液待用。另取一定量的水、乳化剂及PM 保护胶加到反应釜中,加热升温,当反应温度升至75 ℃时,加入15 ml 上述预乳化液及适量引发剂。引发反应结束后,升温至87 ℃,滴加剩余的预乳化液,约2～3 h 滴加完毕,保温1～2 h ,然后降温,出料。将乳化剂分别以单体量的1.5 %、2.0 %、2.5 %和3 %配制苯丙乳液,干燥24 h 后进行浸水对比实验,其结果见表1。

　由表1 可见,乳化剂的用量对涂膜的耐水性影响很大,乳化剂用量越小,则涂膜的耐水性越好。

213 　乳化剂用量对乳液粒径的影响
采用激光扫描粒径分析仪测定上述4 种苯丙乳液的粒径,如图1 所示。

由图1 可见:乳化剂用量1.5 %时,所得乳液的粒径为200～400 nm;乳化剂用量2.0 %时,所得乳液的粒径为90～150 nm;乳化剂用量2.5 %和3.0 %时,所得乳液的粒径均为30～50 nm。乳液膜的光泽与粒径大小有关,粒径越小,涂膜的光泽越高。乳化剂用量1.5 %时,所得乳液的粒径很大,且乳液泛绿光,故不适宜配制高光泽乳胶漆;乳化剂用量2.0 %时,乳液的粒径大小与乳化剂用量2.5 %和3.0 %时相差不大。综合涂膜的耐水性和光泽, 选择乳化剂用量2.0 %为宜。

214 　丙烯酸含量对涂膜性能的影响
丙烯酸含量分别为2 %、4 %、6 %、8 %和10 % ,乳化剂用量均为2.0 % ,配制成5 种苯丙乳液进行对比实验。丙烯酸含量对涂膜耐水性的影响见表2。

　由表2 可见,丙烯酸含量越高(即亲水基—COOH含量越高) ,涂膜的耐水性越差。
丙烯酸含量对涂膜耐擦洗性的影响见表3。由表3 可见,丙烯酸含量越高,涂膜的耐擦洗性越好。综合考虑,丙烯酸用量以6 %为宜。

　注:涂膜耐擦洗性按GB 9266 规定进行测试。