外墻涂料用丙烯酸酯無皂乳液聚合的研究.pdf

1、由于丙烯酸酯乳液具有耐熱、耐光和耐老化等優(yōu)點，在涂料工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但普通的丙烯酸酯乳液還存在耐水性差、易起泡、附著力差、硬度低以及含乳化劑的廢液會對環(huán)境造成污染等缺點，用其配制成的涂料的耐水性、耐沾污性能也受到一定影響，從而制約了丙烯酸酯系列外墻乳膠涂料的大面積推廣應(yīng)用，因此改善乳液耐水性、起泡性和附著力等性能勢在必行。而無皂乳液聚合體系中完全不含或僅含微量（其濃度小于臨界膠束濃度）乳化劑，與常規(guī)乳液聚合相比，無皂乳液的單分散

2、性膠粒表面潔凈，消除了親水表面活性劑的影響，使聚合物具有較好的物理-化學(xué)性能、機械性能和黏結(jié)性能，可以得到高性能的涂料。
　　本論文采用兩條技術(shù)途徑制備高性能無皂丙烯酸酯乳液：
　　(1)自制乳化劑：以丙烯酸（AA）和丙烯酸丁酯(BA)作為聚合單體，過硫酸鉀作引發(fā)劑、十二烷基硫醇（DDM）為鏈轉(zhuǎn)移劑、NaHCO3作為緩沖劑進行乳液聚合，得到具有良好乳化性能的P(BA/AANa)低聚物。通過實驗確定BA/AA的最佳配比為3/7

3、，然后以此低聚物為乳化劑進行無皂乳液聚合，低聚物P(BA/AANa)用量在2.5％時，乳液及其涂料綜合性能最好。交聯(lián)單體HEMA在殼層聚合中的引入可以改善乳液耐水性能，其用量以占殼層單體總量的1.5%為宜。
　　(2)使用反應(yīng)性乳化劑：反應(yīng)性乳化劑具有聚合活性，其反應(yīng)性官能團能參與乳液聚合反應(yīng)，以共價鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，成為聚合物的一部分，避免了乳化劑從聚合物粒子上解吸或在乳膠膜中遷移，大大減少了乳膠膜表面的親水基團，從

4、而能提高涂料的附著力、耐水性和抗沾污性。本論文中使用的反應(yīng)性乳化劑有甲基烯丙羥丙磺酸鈉HPMAS、烯丙氧基羥丙磺酸鈉HAPS、乙烯基磺酸鈉SVS、烷基酰胺乙烯磺酸鈉DNS-86、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨SE-10N、十一烯酸鈉NaUA，對它們單獨使用、相互復(fù)配或與常規(guī)乳化劑復(fù)配來制備高性能無皂乳液。
　　經(jīng)大量實驗得出，DNS-86、SE-10N、NaUA的乳化能力佳，可單獨使用。綜合考慮乳液及其涂料各項性能指標(biāo)，確

5、定反應(yīng)性乳化劑 SE-10N的適宜摻量為1.0%，反應(yīng)性乳化劑NaUA的適宜摻量為2.7%，DNS-86的適宜摻量為1.0%。而在這三種乳化劑中，又以DNS-86最佳。將它們與常規(guī)乳液相比，附著力、起泡性、膠膜吸水率都明顯改善。反應(yīng)性乳化劑SE-10N、NaUA、DNS-86兩兩復(fù)配體系對乳液耐水性、吸水率、固含量都有一定程度的改善。綜合各項性能指標(biāo)，SE-10N和DNS-86以0.6/0.5，SE-10N和NaUA以0.6/1.5，N

6、aUA和DNS-86以1.0/0.7為最佳復(fù)配比例，三者之中又以NaUA和DNS-86復(fù)配效果最好。SE-10N、NaUA、DNS-86與其它種類反應(yīng)性乳化劑SVS、HAPS、HPMAS復(fù)配制得的乳液成膜后吸水率小，膠膜耐水性明顯改善，配制的涂料耐水性也相應(yīng)提高，它們對性能的改善效果為SVS＞HAPS＞HPMAS，但用量不宜太多。上述各種陰離子型反應(yīng)性乳化劑與常規(guī)非離子乳化劑 OP-10復(fù)配，較之純陰離子型反應(yīng)性乳化劑體系，反應(yīng)穩(wěn)定性好