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影响苯丙乳液性能的因素探讨测电笔

测电笔
2022年11月10日

影响苯丙乳液性能的因素探讨

黄力涛

（哈尔滨化工研究所，哈尔滨 150020 ）

摘要：采用丙烯酸丁酯、丙烯酸和苯乙烯等单体进行乳液聚合，制得乳胶漆用苯丙乳液。着重讨论了乳化剂和丙烯酸的用量对涂膜性能的影响，最终确定苯丙乳液的最佳配方。

关键词：乳胶漆；苯丙乳液；配方

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 okmart.com。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 T g ）有关，然而随着 T g 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 152 mL 苯乙烯、 97 mL 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 15 mL 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 ～ 3 h 滴加完毕，保温 1 ～ 2 h ，然后降温，出料。将乳化剂分别以单体量的 1.5% 、 2.0% 、 2.5% 、 3.0% 配制苯丙乳液，制膜并干燥 24 h 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

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 。

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 ～ 400 nm ；乳化剂用量为 2.0% 时，所得乳液的粒径为 90 ～ 150 nm ；乳化剂用量为 2.5% 和 3.0% 时，所得乳液的粒径均为 30 ～ 50 nm 。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

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

注：涂膜耐擦洗性按 GB 9266 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/T 9755 — 1995 规定的一等品的标准，获得了满意的结果。