高性价比内墙苯丙乳胶漆的研制

0　引　言
近年来, 随着科学技术的进步和人民生活水平的不断提高, 建筑涂料的生产、应用获得了迅速的发展. 目前, 建筑涂料各色各样、多姿多彩, 其品种、产量逐年增加, 在工业及民用建筑工程中占有越来越重要的地位, 越来越多地展现于人们的生活环境中.由于世界范围对环保的日益关注, 建筑涂料发展的总趋势是向水性化、多功能化和高性能化方向发展, 逐步取代油性建筑涂料. 但是我国还是一个发展中国家, 城乡国民消费水平还普遍不高,至使聚乙烯醇为基料的低档建筑涂料在建筑涂料市场中仍有较大市场( 约40 %) . 该类涂料稳定性差, 有些施工麻烦, 涂膜外观、质量也较差, 而且可能存在甲醛排放造成严重环境污染的问题. 另外,市场上也有一些涂料打着乳胶漆的旗号, 实际上根本不含任何乳液, 该类产品严重影响了乳胶漆的“形象”.为此, 我们进行了推广型乳胶漆的研制工作.

1　配方设计
1. 1 基料的选择
乳胶漆是由基料( 即合成树脂乳液) , 颜填料, 分散剂, 消泡剂, 增稠剂, 成膜助剂等各种助剂和分散介质( 水) 组成. 其中基料对涂膜的性能起到重要的影响.目前, 用于生产乳胶漆的合成树脂乳液有十余种. 主要有: 丁二烯苯乙烯乳液、醋酸乙烯酯乳液、醋酸乙烯丙烯酸酯( 醋丙) 乳液、乙烯醋酸乙烯酯( V AE) 乳液、氯乙烯偏二氯乙烯( 氯偏) 乳液、醋酸乙烯酯叔碳酸酯乳液、苯乙烯丙烯酸酯( 苯丙) 乳液、丙烯酸酯( 纯丙) 乳液等. 目前国内大量生产的乳液主要有: 醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液、纯丙乳液和VAE 乳液等. 上述几类乳液中,PVAC 乳液成本低, 但耐水性差, 不能体现乳胶漆的耐擦洗性能优势, 多用于建筑腻子和粘合剂;纯丙乳液的最大优点是涂膜性能十分优秀, 耐水、耐酸、耐碱等化学物质腐蚀, 且有很好的耐老化性能, 但其价格较高, 多用于外墙及高档内墙涂料;苯丙乳液用苯乙烯作为硬单体取代了价格较贵的甲基丙烯酸甲酯, 其综合性能虽然有所下降, 但与成本降低相比仍然具有很显著的技术、经济效益,尤其用于内墙具有很好的性价比[ 1] .
综合性能、价格、市场供应等诸因素, 我们选择苯丙乳液为基料.

1. 2　助剂的选择
为了使乳胶漆具有优良的性能, 通常在生产过程中还要有目的地加入一些物质, 即助剂. 助剂一般是指对颜料起润湿、分散作用的分散剂、降低体系界面张力的消泡剂、使之在较低温度下良好成膜的成膜助剂、改变涂料流变性能的增稠剂以及防止涂料贮存变质的防腐剂等.

1. 2. 1　增稠剂的选择　增稠剂是乳胶漆生产中不可缺少的一种组份, 它不仅改善生产工艺, 而且具有防沉淀、提高施工性能、降低涂料成本的作用.增稠剂分为两类: 有机增稠剂和无机增稠剂.我们通过综合分析, 选用羟乙基纤维素( HEC) 和膨润土复合作为增稠剂; 成品粘度调整选用Henckel 公司的Nopoco DSX 1550 非离子缔合型增稠剂.膨润土价格低廉, 在水中膨胀可形成凝胶状结构, 具有良好的增稠性、悬浮性、粘结性和触变性, 但其用量不能过大, 否则将影响涂料耐水性和施工性能( 流平性) .羟乙基纤维素是羧甲基纤维素、甲基纤维素的替代产物, 其增稠效果优良, 同其它组份混溶性好, 尤其对涂膜耐水性影响很小、安全( 无107 胶的甲醛释放) , 而且该品国内已开始生产. 因此, 其使用日益引起人们的重视.Henckel Nopoco DSX 1550 是一种非离子缔合型增稠剂, 用于最后体系的调粘, 具有用量少,增稠效果显著的特点.

1. 2. 2　成膜助剂的选择　成膜助剂又称为聚结助剂, 它能促进乳液中的聚合物粒子产生塑性流动和弹性变形, 使之能在较宽的温度范围内成膜,即降低成膜温度.早期的低档型乳胶漆及106、8 03 水性涂料中常用的成膜助剂有乙二醇、乙二醇单醚类、二乙二醇和苯甲醇等, 以上助剂不仅性能差、用量大而且成本高, 更重要的是存在较大毒性.我们选择国产的醇酯12 制成膜助剂, 尽管其单价较高, 但其用量少, 成膜性能好, 安全性高.

1. 2. 3　其它助剂的选择　分散剂、消泡剂和防腐剂也是重要的助剂, 其用量很低, 对成本影响小,为有利于进一步质量升级, 我们选择Henckel 公司的系列产品: SN Dispersant 5040( 分散剂) 、Nopco NXZ1( 消泡剂) 、Dehyg ant LFM( 防腐剂) .

1. 3　颜料、填料的选择
乳胶漆以白色、浅色为主, 因而白色颜料用量最大, 可选用锐钛型白粉和立德粉. 内墙涂料选用立德粉可降低成本. 着色颜料可选用氧化铁红、铁黄、铁黑、群青、酞菁蓝B 及酞菁绿G 等.填料( 即体质颜料) 为: 重钙、轻钙, 它们不仅能降低成本, 而且还有改善涂料性能的作用.

2　配方、制作工艺及其性能
2. 1　配方
1　　　水　　　　　　　　17. 1
2　　　HEC 溶液/ 2 % 　　　22
3　　　增白剂VBL　　　　0. 02
4　　　5040　　　　　　　0. 2
5　　　NXZ1　　　　　　　0. 08
6　　　膨润土　　　　　　2. 5
7　　　轻钙　　　　　　　10
8　　　重钙　　　　　　　13
9　　　立德粉　　　　　　18
10　　苯丙乳液　　　　　17
11　　1550　　　　　　　0. 1
12　　Dehygant LFM　　　适量

2. 2　研制工艺

2. 3　涂料性能
容器中状态: 稍分层, 搅拌后成均匀体, 无沉淀、结块.
固　含　量: 52 %
施　工　性: 无刷纹、无流挂
涂膜外观: 平整、光洁
细　　度: 60×10- 6 m
干燥时间( 25 ℃) 表干: 30 min
　　　　　　　实干: 2 h
耐　水　性: 2 天不起泡、不掉粉
耐　洗　性: 优于立邦“美得丽”内墙乳液漆
耐漆融性: 不变质
贮存时间: 一年