第三节 乳胶漆的成膜机理
乳胶漆的成膜要经过一个从分散着的聚合物颗粒和颜料颗粒相互聚结成为整体的过程。
图11.5 乳胶漆的成膜示意图 |
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水分的挥发速度对成膜质量很有影响,应该挥发得慢些,使之有足够的时间相互聚结,为此常加入二元醇。
第四节 聚合物乳液特性
1.最低成膜温度(MFT)
MFT是乳胶体系形成连续涂膜的最低温度。
在一定的低温条件下,聚合物乳液中的水分挥发以后,乳胶粒仍为离散的颗粒,并不能融为一体。在高于某一特定的温度时,水分挥发以后,各乳胶粒中的分子会互相渗透,互相扩散,聚结为一体而成为连续透明的薄膜。
影响MFT的因素:
①聚合物的组成。硬单体、软单体的用量。②核壳结构。③成膜助剂。
当有成膜助剂存在时,MFT可用下式表示:
Vp:聚合物的体积分数;Va:成膜助剂的体积分数;Tgp:聚合物的玻璃化温度;
Tga:成膜助剂的玻璃化温度;α:成膜助剂在聚合物中的分配系数;K:常数
成膜助剂的加入量:4~8%.
成膜助剂有:120~125℃的惰性溶剂,如松节油、甲基苄醇、十氢萘、石油溶剂油、Taxanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚等。
2.残余单体含量
对乳液中不同的单体残留量有明确的规定,如
丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯<0.1%; 醋酸乙烯<0.5%
剧毒的丙烯腈、氯乙烯<10mg/L。
3.粒度和粒度分布
聚合物乳液有的浑白,有的细腻而有微蓝光散射,有的则半透明呈彩虹光,这就是乳液中聚合物颗粒的粒径和粒度分布所反映,乳液一般实用的粒径范围是0.1~0.5μm。
①采用非离子乳化剂和保护胶体,乳胶粒径较大。
②采用阴离子乳化剂,乳胶粒径较小。
当粒径<0.1μm,接近水溶胶,外观半透明而有彩虹光。
有光漆:粒径较小,且粒径分布较窄。
平光漆、底漆:粒径较大,分布较宽。
4.机械稳定性
测定方法是采用4000~5000r/min的高速剪切设备,经0.5h搅拌,有无破乳、凝块。
5.化学稳定性
乳液 : 5%氯化钙溶液=5 : 1
于一定时间内观察乳液有无凝析现象。
6.热稳定性
60℃保持5天,观察状态变化。没有发生变化说明乳液高温稳定性好;发生沉淀或出现凝胶,其高温稳定性差。
7.冻融稳定性
-16℃过夜,使之冰冻,然后在室温(25℃)熔融。如此循环3~5次而不破乳者则可认为冻融稳定性良好。
第五节 建筑用乳胶漆的配方
以下是一个白色平光外墙涂料配方:
丙烯酸酯共聚乳液(50%) |
40 |
金红石型钛白 |
20 |
20 |
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二异丁烯顺丁烯二酸酐共聚物 |
0.7 |
烷基苯基聚环氧乙烷 |
0.2 |
0.2 |
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0.3 |
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0.8 |
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乙二醇 |
2.0 |
水 |
15.8 |
氨水 |
适量,使pH8~9 |
展望
1.低VOC乳液。一般乳胶漆含4~8%成膜助剂。
2.提高漆膜的性能。①引入Si、F,提高耐久性。②改变聚合物分子在漆膜中堆砌的形态