环保型苯-丙乳胶漆的研制

环保型苯- 丙乳胶漆的研制

孙海霞1 , 冯莉红2
( 1 青海大学化工学院, 青海西宁  810016;   2  大通县后子河中学, 青海大通  810100)

涂料对环境的污染主要是有机挥发物( volatile organic content VOC) 向大气中进行的排放, 所以降低涂料中的VOC 含量是环境保护提出的课题之一[ 1] 。随着人们对自己生存环境的不断重视, 环境保护也愈发重要。这就要求在生产高性能内外墙乳胶漆的同时, 使它更具有环保型[ 2] 。
目前, 美国、日本、西欧等发达国家和地区, 高性能合成树脂涂料的应用都在90% 以上; 而在我国以聚乙烯醇为基料的低档建筑涂料仍有较大市场( 约占40% ) [ 3] 。这种低档建筑涂料不但稳定性差, 施工麻烦, 涂膜外观质量差, 而且还存在甲醛排放造成严重环境污染的问题[ 4] 。为此, 参考有关文献[ 1] 以水为分散介质, 新型BLJ- 001 苯- 丙乳液为主要成膜物质, 制备了一种乳胶漆。该涂料不含有机溶剂, 而且各种助剂的用量很少, 符合环保的要求。

1   实验部分
1. 1   主要原材料的选择
1. 1. 1   基料的选择􀀁 选用BLJ- 001 苯- 丙乳液作基料, 由上海保力佳化工有限公司生产。

1. 1. 2   颜料、填料的选择􀀁 本实验所用金红石型钛白粉ZR- 940 由江苏省镇江钛白粉股份有限公司生产。着色颜料选用氧化铁红、铁黄、铁绿、铁黑、酞菁绿和酞菁蓝等( 上海宏生色浆厂生产) 。填料( 即体质颜料) 选用大白粉( 青海乐都县顺翔建材厂生产) , 不仅能降低成本, 而且还有改善产品性能的作用。

1. 1. 3   助剂的选择  根据青海省高原性气候干燥、日照强等特点, 我们选用了增稠剂、分散剂、成膜助剂、消泡剂、中和剂等必要的几种助剂( 深圳海川化工科技有限公司生产) 。

1. 2   配方的确定
根据原材料、实验设备等实际情况, 参考有关配方[ 1] , 经过多次反复小型配制试验, 获得较佳配方列于表1。

1. 3   乳胶漆的制备
根据表1 配方, 经过反复实验, 较理想的加料顺序及主要工艺参数为: 先将水放入高速分散机中, 在低速( 500 r/min) 下依次加入成膜助剂、增稠剂、颜料分散剂、消泡剂等, 混合均匀后, 将颜料和填料用筛( 220 目) 慢慢的筛入叶轮搅起的漩涡中。当料浆渐渐变厚时调节叶轮与调漆桶底的距离( 距桶底约30 mm) , 使旋涡呈浅盆状, 继续加料完毕后提高叶轮转速( 2000 r/ min) 。为防止温度上升过快, 应停止搅拌, 冷却到40 , 刮下桶边粘附的颜料、填料。分散完毕后, 在低速搅拌下逐渐加入乳液和中和剂, 再加入其他助剂, 然后用水或增稠剂调整粘度, 过筛出料。工艺流程见图1。

2   结果
2. 1   主要助剂对产品质量的影响
2. 1. 1   成膜助剂的影响  成膜助剂可增加聚合物粒子的塑性, 在涂膜干燥过程中减慢水的挥发速度,有利于形成完整的涂膜, 其质量直接影响到涂膜外观的质量。本实验选用的乙二醇、丙二醇、Filmer C40等成膜助剂, 发现单纯以乙二醇、丙二醇作为成膜助剂, 乳胶漆涂刷后涂层薄, 覆盖力差, 涂膜有龟裂现象。而使用Filmer C40 不但能很好的解决龟裂问题, 而且涂膜完整、涂层适中、覆盖力强, 并可以在乳胶漆生产的任意阶段加入, 但其价格较贵。所以通过综合考虑选用Filmer C40 和乙二醇共同作为成膜助剂, 既不影响成膜效果, 又可降低成本。各种成膜助剂对乳胶漆涂膜外观的影响见表2。

2. 1. 2  增稠剂的影响  增稠剂能增加乳胶漆的粘度, 使颜料沉淀慢、松散, 易搅拌均匀, 防止颜色不均,保持涂料贮存的稳定性。实验初期选用107 胶( 聚乙烯醇缩甲醛胶) 、白乳胶( 聚醋酸乙烯乳液) 、CMC( 羧甲基纤维素) 、膨润土等多种增稠剂。实验中经过对各种增稠剂增稠效果比较( 见表3) 。107 胶、白乳胶的增稠效果不明显; CMC 的增稠效果明显但分散困难; 而膨润土分散容易, 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、悬浮性和粘结性。所以最终选用膨润土作为增稠剂, 成品粘度调整选用107 胶。

2. 1. 3   消泡剂的影响  泡沫会使干燥的漆膜内形成许多针孔, 一般需加消泡剂以减少泡沫或帮助泡沫消失。本次实验分别选用深圳海川化工科技有限公司生产的Foamstar A10 和Foamaster NXZ 作为消泡剂, 均有较好的消泡效果。但用量应严格控制, 总添加量控制为成品漆量的0.05%~ 0.1% ; 并分别在研磨和调漆阶段各加入一半( 或各加入一种) 。且用量宜少不宜多, 加入过多会造成涂膜油缩现象。

2. 2   产品性能指标
对以表1 为配方制备的成品乳胶漆的各项性能指标的检测结果见表4。结果显示除对比度因测试条件所限未检外, 其它指标均符合国家有关标准。而且该成品漆干燥时间短, 耐洗刷性高。

3  讨论
本实验研制的乳胶漆的主要成分是合成树脂、水、颜( 填) 料和少量助剂。通常合成完全的树脂不会产生有毒物质。实验用水代替对人体有害的有机溶剂作为分散介质, 避免了因使用有机溶剂所带来得一系列问题, 诸如: 有机溶剂的挥发物易损伤肝肾并导致死亡以及有机物极易燃烧、爆炸等。而水作为分散介质则不会产生任何危险或危害, 水挥发到空气中, 既不会污染环境, 又不会燃烧, 既卫生, 又安全[ 4] 。同时, 该乳胶漆所用颜料不含铅、汞等重金属, 基本安全。唯一可能对人体产生毒害的物质是其中少量的助剂, 如成膜助剂、中和剂中均含有部分有机挥发物( VOC) , 但如果其挥发量低于0.1mg/g, 就不会对人体产生危害[ 6] 。经检测本乳胶漆中VOC 含量低于0.1mg/g, 符合环保要求。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注