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丙烯酸酯共聚乳液水性涂料增稠剂的研制

来源:未知 作者:admin 时间:2019-12-18 点击:
导读:以丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸为原料,采用种子聚合方法制备了平均分子量为12000~15000 的25%丙烯酸酯共聚乳液。产品的性能受乳化剂用量、引发剂用量、反应温度和反应时间的影响明显,最佳的反应条件为乳化剂用量4.5%(单体计质量分数),引发剂用量0.2%(以混合单体质量分
丙烯酸酯共聚乳液水性涂料增稠剂的研制
武臻,夏成浩,张春玲,匡文辉,成兰兴*(河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052)

随着科技进步和国民经济的高速发展,人们的环保意识日趋增强、对健康的要求越来越高,环保法规也日趋完善,保护环境,已成为全球涂料界面临的主要问题。水性涂料作为一种以水为溶剂或分散介质的绿色涂料,由于其有机挥发物(VOCs)少、成本低、施工方便安全等优点被广泛使用在建筑、汽车、家居、造纸等行业。
水性涂料因其自身的特点,以水作为溶剂,其涂料粘度低,流变性能差,往往需要加入增稠剂提高其流变性能[ 3 ]。水性涂料用增稠剂能够显著提高涂料的流变性能,有助于提高涂料的假塑性,当使用高剪切速率时,涂料能够很容易变稀,当停止剪切或者低剪切力时,涂料又能够增稠,这些特点,一方面可以提高涂料的储存稳定性,避免涂料里颜填料的沉降,同时在喷涂过程中,有助于水性涂料的雾化,另一方面在施工过程中,能够防止涂料的流挂,保证涂料有很好的施工性能。
水性涂料中增稠剂,根据种类的不同,目前可分为纤维素类,丙烯酸酯类,聚氨酯缔合型、聚酰胺蜡类以及无机增稠剂。丙烯酸基水性涂料增稠剂是以丙烯酸酯为主链的高分子聚合物为主要成分的一种高效增稠剂,具有使用量小、增稠效果好、作用时间短、涂料稳定性高等特点。在建筑、汽车、造纸等水性涂料行业被广泛使用。目前,水性涂料增稠剂主要依赖国外进口,我国丙烯酸基增稠剂研究和开发仍处在初期阶段,国产增稠剂产品在使用性能和产品储存稳定性上都与国外特别是BASF 产品相差较大。本文以丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸为原料,采用种子聚合方法[5- 8 ]制备了平均分子量为12000~15000的25%丙烯酸酯共聚乳液,产品用于食品包装纸和铜版纸的水性涂料中效果与国外产品相当。

1 实验部分
1.1 反应方程式


1.2 实验装置
聚合反应装置见图1。
聚合反应装置示意图
1.3 试剂与仪器
丙烯酸乙酯(工业一级,济南奥辰化工);EBL(二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯,进口);CO436(进口)、过硫酸铵(AR 国药);交联剂(进口);去离子水(自制)。
FA1104 型电子天平(上海恒平电子);SH- 2 型控温磁力加热搅拌器(郑州长城仪器);凝胶渗透色谱(BOEN98682 费尔伯恩);动态激光光散射粒度分析仪(AutosizerⅡ型,英国Malvern 公司)。
1.4 实验方法
(1)将规定量(NH4)2S2O8 的用水溶解作为引发剂待用。
(2)将丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、EBL、CO436、交联剂按计量混合搅拌30min 作为混合单体。
(3)反应瓶中加水、5%的混合单体、5%的引发剂,搅拌下升温至45℃保持45min,生成种子乳液,升温至78~80℃开始滴加混合单体和引发剂,控制混合单体与引发剂的滴加比例,2h 混合单体滴加完毕,继续将剩余1/10 的引发剂滴加完,保持反应温度80~82℃ 1h,降温至40℃,过滤出料。改变反应温度、乳化剂、交联剂和引发剂用量进行对比实验,找出适合水性涂料增稠剂用的改性聚丙烯酸酯分子量和乳液粒度以及储存稳定性最佳条件。
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