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影响苯丙乳液性能因素的探讨

作者:liqiang  阅读:509次  发表时间:2014-11-01 14:39:38
  影响苯丙乳液性能因素的探讨
  1引言
  苯丙乳液广泛用于涂料、织物、造纸和黏合剂等工业,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Tg)有关,然而随着Tg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试验,从而确定乳胶漆用苯丙乳液的最佳配方。
  2试验部分
  2.1原材料
  苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、过硫酸铵、乳化剂MS-1、保护胶PM。
  2.2乳化剂用量对涂膜性能的影响
  首先将152mL苯乙烯、97mL丙烯酸丁酯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15mL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,2~3h滴加完毕,保温1~2h,然后降温,出料。将乳化剂分别以单体量的1.5%、2.0%、5%、3.0%配制苯丙乳液,制膜并干燥24h后进行浸水试验,其结果见表1。
  表1 不同乳化剂用量配制的苯丙乳液膜浸水试验结果
  不同乳化剂用量配制的苯丙乳液膜浸水试验结果
  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。
  2.3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,见图1。
  乳化剂用量对乳液粒径的影响
  图1 乳化剂用量对乳液粒径的影响
  由图1可见:乳化剂用量为1.5%时,所得乳液的粒径为200~400nm;乳化剂用量为2.0%时,所得乳液的粒径为90~150nm;乳化剂用量为2.5%和3.0%时,所得乳液的粒径均为30~50nm。乳液膜的光泽与粒径大小有关,粒径越小,涂膜的光泽越高。乳化剂用量为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;乳化剂用量为2.0%时,乳液的粒径大小与乳化剂用量为2.5%和3.0%时相差不大。综合涂膜的耐水性和光泽,乳化剂用量以2.0%为宜。2.4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试验。丙烯酸含量对涂膜耐水性的影响见表2。
  表2 丙烯酸含量对涂膜耐水性的影响
  丙烯酸含量对涂膜耐水性的影响
  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。
  表3 丙烯酸含量对涂膜耐擦洗性的影响
  丙烯酸含量对涂膜耐擦洗性的影响
  注:涂膜耐擦洗性按GB9266规定进行测试。
  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。
  3结语
  采用三元共聚法制得苯丙乳液,经过大量试验及性能对比测试表明,乳化剂用量为2.0%,丙烯酸用量为6%配制的苯丙乳液用于建筑乳胶漆,其性能均达到GB/T9755—1995规定的一等品的标准,获得了满意的结果。
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