新型丙烯酸乳胶漆的制备

 随着生产的进步和科技的发展, 建筑材料档次不断提高。人们期望着耐久性、耐水性、耐擦洗性、耐污染等性能优良的化学建材问世, 用以解决新的技术问题。本文报道的乳胶涂料是以丙烯酸系列共聚乳液为主要成膜物质, 通过加入颜料、填料、助剂, 经混合、搅拌、分散而形成的一种水性涂料, 即丙烯酸乳胶漆。该涂料色泽浅, 清漆的透明度高, 与基材的附着力好, 具有有机挥发物少, 基本无毒、无味、无污染等优点。

1 实验部分
1. 1 试剂及仪器
丙烯酸乳液、聚乙烯醇、钛白粉、立德粉、云母粉均为工业纯; 六偏磷酸钠、磷酸三丁酯、乙二醇均为A. R; 去离子水、氨水(10% ) ; 电动搅拌机(型号:D25-2F, 杭州仪表电机厂生产)。

1. 2 配方(质量分数, 见表1)

1. 3 操作步骤
用量筒量取30 mL 丙烯酸乳液于烧杯中, 在充分搅拌下加入氨水调pH 值至7 左右, 然后加入磷酸三丁酯充分搅拌至泡沫完全消失, 最后加入乙二醇搅拌均匀。将1. 7 g 六偏磷酸钠加入到30 mL 水中, 充分搅拌, 使其溶解, 再加入钛白粉0. 05 g, 高速搅拌5 m in, 立德粉0. 28 g, 高速搅拌10 m in, 反应物料呈白色浆状。将步骤2 中所制的白色浆加入到步骤1 的乳液中, 高速搅拌10 m in, 然后加入云母粉0. 05 g,高速搅拌5 m in, 再加入聚乙烯醇0. 01 g, 高速搅拌15 m in, 即成所需产品丙烯酸乳胶漆。该产品呈白色膏状, 无硬块, 搅拌后即均匀分散。

1. 4 工艺流程图(在搅拌下完成下列各步)

2 结果及讨论
2. 1 各组分对产品性能的影响
2. 1. 1 成膜物质
丙烯酸乳液(丙烯酸酯2甲基丙烯酸酯共聚乳液) 是乳白色液体, 呈蓝紫荧光, 分散均匀, pH =4. 2。由于结构中含有双键, 所以成膜速度快, 与基料的附着力好, 且具有耐水性、耐候性、耐光性等优点。

2. 1. 2 颜料
钛白粉(T iO 2) , 立德粉(ZnS·BaSO 4 )、云母粉。钛白粉是主要的着色颜料, 它化学性质稳定,遮盖力强, 耐紫外线照射, 但耐老化性能较差; 立德粉也可用作白色颜料, 着色力虽不如钛白粉好,但具有价格便宜、耐老化、耐酸碱、化学性质十分稳定等优点; 云母粉的主要成份是SiO 2, 加入后可以使涂膜硬化, 防止涂料龟裂, 防紫外线和水分穿透, 延迟涂料粉化。

2. 1. 3 助剂
乙二醇(成膜助剂、抗冻剂)、六偏磷酸钠(分散剂)、磷酸三丁酯(消泡剂)、氨水(中和剂)、聚乙烯醇(增稠剂)。乙二醇的沸点较高(197℃) , 是易溶于水的无色透明粘稠液体, 可以减慢水的蒸发速度, 帮助乳液中的聚合物粒子凝合成完整的涂膜, 同时增强了涂料的流平性、附着力、耐洗刷性。作为抗冻剂, 是由于涂料的水结冰后不易成膜, 加入乙二醇可降低成膜温度; 六偏磷酸钠易溶于水,水溶液的粘度大, 用它作为分散剂可以防止颜料聚集, 使颜料能够在水中均匀分散; 聚乙烯醇作为增稠剂是为了防止云母粉和涂料沉淀, 也能改变涂料的施工性能。

2. 2 确定实验最佳配方

由上表可知, 实验3 的效果较好, 它呈稀膏状, 易施工, 墙面易抛光。

2. 3 性能检测
由于实验室条件有限, 在此仅对丙烯酸乳胶漆的部分性能进行检测。

2. 3. 1 耐水性、耐酸性、耐碱性的检测
将产品均匀涂涮在三块瓷片表面, 晾干后分别侵入水、饱和Ca (OH ) 2 水溶液、5%HCl 溶液中, 结果如表3。

实验表明, 丙烯酸乳胶漆具有耐水性、耐酸、碱性的优点。

2. 3. 2 耐擦洗性检测
将产品均匀涂刷在三块瓷片表面, 晾干后, 用湿抹布擦洗, 结果如表4

 实验表明该产品具有耐擦洗性。

2. 3. 3 产品附着力检测(划格法) [4 ]
划格法测试结果如表5 所示:

 实验表明该产品附着力很好。

3 结论
丙烯酸乳胶漆是以丙烯酸乳液为基料, 加入颜料、助剂等制成的一种新型水性涂料。具有无毒、无味、不燃烧、色泽浅、干燥迅速、耐化学腐蚀、保光、保色等优点。它优于仿瓷涂料, 主要体现在:比仿瓷涂料的耐候性好; 丙烯酸乳胶漆可用作内、外墙涂料, 而仿瓷涂料不适合作外墙涂料, 所以丙烯酸乳胶漆的适用面更广; 施工技术比仿瓷涂料更先进、更方便, 可采用喷或涂刷, 目前它已取代了仿瓷涂料。但施工前应注意将其摇匀, 且需保持墙面清洁。

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