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丙烯酸,丙烯酸乳液讲义,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯

时间:2013-01-13 来源: 康兴达文摘网

丙烯酸酯共聚乳液胶粘剂的研究与应用 摘要丙烯酸酯共聚物乳液胶粘剂是乳液聚合技术的重要应用之一.也是我国上 世纪80年代以来发展最快的一种聚合物乳液胶粘剂.本课题针...

乳液基础知识培训 山东圣光化工集团有限公司 魏志华 2009年2月 乳液的发展及定义 ? 乳液聚合的历史至今已有80余年。目前,除了常规乳 液聚合外,还有种子乳液聚合、核壳乳液聚合、无皂 乳液聚合、微乳液聚合、超微乳液聚合、反相乳液聚 合、反相微乳液聚合、超浓乳液聚合、分散聚合等多 种技术。乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制 成的乳状液中进行的聚合过程,体系主要由单体、水、 乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组份组成。乳液聚 合的应用已经非常广泛,主要分为三个方面:一是聚 合后分离成胶状或粉状固体产品,二是乳液涂料和胶 粘剂,三是微粒用作颜料、粒子标样、免疫试剂的载 体等。其中,乳液涂料已成为乳液制品最重要的应用 领域之一。 乳液的组成 ? 乳液聚合体系中的主要组成部分有单体、 分散介质、乳化剂、引发剂。 单 体 ? 单体,是指未发生聚合反应的有机化合物,如苯乙烯、丙烯酸、 甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、有 机硅等。单体是决定一个乳液质量好坏和用途的最直接的因素。

? 所为纯丙乳液就是由丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等单 体生产的乳液。

? 所为硅丙就是由丙烯酸类单体与有机硅单体生产的乳液。

? 所为纯丙乳液是由丙烯酸类单体与苯乙烯单体生产的乳液。

? 所为醋丙乳液是由丙烯酸类单体与醋酸乙烯酯单体生产的乳液。 乳化剂 ? 乳液因此而得名,它可以将单体分散成细小的单体球滴而稳定的悬浮于水中,它 在水中形成含有单体的增溶胶束是开成乳胶料的主要来源;它吸附在乳胶粒表面 形成稳定的聚合物乳液。

乳化剂按亲水集团分为阴离子型、阳离子型、两性型和 非离子型四类。我们用到的乳化剂主要是阴离子型、非离子型和反应型乳液剂。 亲水基(羧酸钠) 亲油基(烷基) 乳化剂在水中的情况 乳化剂浓度很低时,是以分子分散状态溶解在水中 达到一定浓度后,乳化剂分子开始形成聚集体(约50~150个分子 ),称为胶束 乳化剂 ? ? ? 形成胶束的最低乳化剂浓度,称为临界胶束浓度(CMC) 不同乳化剂的CMC不同,愈小,表示乳化能力愈强 胶束的形状 球状 ( 低浓度时 ) 棒状 ( 高浓度时 ) 直径 100 ~ 300 nm 直径 40 ~ 50? 胶束的大小和数目取决于乳化剂的用量 乳化剂用量多,胶束的粒子小,数目多 乳液聚合模型 ? ? 单体 液滴 ? ? ? ? ? ? 聚合过程 根据聚合物乳胶粒的数目和单体液滴是否存在,乳液聚合分为 三个阶段:

Ⅰ阶段 Ⅱ阶段 Ⅲ阶段 乳胶粒 不断增加 恒定 恒定 胶束 直到消失 - - 单体液滴 数目不变 直到消失 - 体积缩小 RP 不断增加 恒定 下降 引 发 剂、分散介质 ? 引发剂 是指能够产生自由基引发单体间发生聚合反应的物质。

引发剂主要有热分解引发剂和氧化还原引发剂两种。

? 分散介质 绝大多数以水为分散介质,乳液聚合对使用的水有 严格的要求,由于水中含有的金属离子会严重影响乳液的稳定 性。 丙烯酸乳液的分类 ? 乳液按产品用途可以分为:内墙乳液、外墙用乳液、弹性乳液、 防水乳液、封闭乳液等; ? 按产品的组成可以分为:纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙 乳液等。 乳液的基本性能 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1、化学稳定性 化学稳定性是指乳液对添加的化学药品主要是电解质的稳定性,检测方法通常用 5%CaCl2进行检测. 2、机械稳定性 机械稳定性是指乳液在经受机械操作时间的稳定性. 3、冻融稳定性 因乳液组成中一半是水,受冻后使介质变成冰,产生强大的冰压,使得护层—5双电层 破坏面造成破乳,冻融稳定性即是指乳液经过冻融和融化交替变化时的稳定性. 4、稀释稳定性 稀释稳定性是指乳液加水稀释后的稳定性. 5、量低成膜温度(MFFT) MFFT是指乳液薄膜在温度条件合适时,随水份蒸发聚合物乳液粒子充分融结成连续 透明薄膜时的温度即为MFFT. MFFT过高会造成龟裂现象,可加入成膜助剂Texanol等进行调节. 6、玻璃化温度(Tg) 玻璃化温度(Tg)是指高聚物由弹性状态转变为玻璃态的温度. Tg高 膜硬度好耐沾污性好,相对来讲MFFT也高,如使用不当,容易产生龟裂等现象. Tg低 膜较软,发粘耐沾污性差 乳液的常规检测指标及方法 ? ? ? ? 1 外观 一般采用目测,观察乳液的色相、透明度、有无结块和杂质。

2 Ca2+稳定性测试 取产品样品16ml,置于直径18ml×180ml试管中,加入4ml 5%氯化钙溶液,摇匀,静置1,24, 48h后观察有无凝胶、分层、破乳现象。

3 高温稳定性测试 取产品样品50ml,置于100ml具塞三角瓶中,盖好瓶塞,在60℃恒温箱中100h 后观察(表面结膜为正常)有无凝胶、分层、破乳现象。

4 耐酸碱稳定性测试 取产品样品5ml,分别置于两只直径18mm×180mm试管中,然后向两只试管中分别加入1%盐 酸5ml,1%氢氧化钠5ml,充分摇匀,静置10min后观察有无凝胶、分层、破乳现象。

5 稀释稳定性测试 取产品样品10ml,置于200ml量筒中,加水至150ml后摇匀,静置72h后观察有无凝胶、分层、 破乳现象。

6 机械稳定性测试 取产品样品150ml,置于烧杯中,然后以(800-1000)r/min的转速搅拌10min, 之后静置30min后进行观察有无凝胶、分层、破乳现象。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 乳液的常规检测指标及方法 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7 固含量测定 在直径50mm的培养皿中倒入3-4克乳液,120℃烘1.5h,称量后,计算其固含量。

8 最低成膜温度测定 用最低成膜温度测定仪进行检测。

9 粘度测定 用NDJ-1旋转粘度剂进行测定。

10 PH值测定 用PH计或精密试纸测定。

11 成膜性测定 用100μm湿膜涂布器在玻璃板上制备乳液膜,在规定温度下2h后观察其成膜是否平整、连续。

12 胶膜耐水性 用100μm湿膜涂布器在玻璃板上制备乳液膜在30℃条件下成膜干燥24h,泡入去离子水中, 24h后观察其耐水泛白情况。

对于一般的出厂检测只检测乳液的外观、粘度、PH值、固含量、成膜性,其它指标只有在产 品配方发生变动或一年进行一次全项检测。 圣光乳液产品的主要指标 名称/型号 固含量 粘度(mpa.s) Tg(℃) PH值 特点及用途 SG-B01 苯丙乳液 SG-B02 硅改性苯丙乳液 SG-B03 真石漆乳液 SG-G01 高硅硅丙乳液 SG-G02 硅丙乳液 SG-C61 纯丙乳液 SG-C38 弹性乳液 SG-R01 封闭乳液 SG-R03 腻子乳液 46±2% 48±2% 46±2% 50±1% 49±1% 50±1% 50±1% 30±1% 54±2% 48±2% 48±2% 55±1% 53±2% 50±1% 800-1200 1000-1500 700-1600 200-400 1200-1600 100-250 200-400 2-12 2000-3000 1000-1500 1100-1600 500-1800 500-1800 50-400 25 24 32 31 24 27 -23 6 -8 20 20 -10 -10 -16 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 成膜透明性、耐水性好,优异的钙离子稳定性,适用于制作中 低档内外墙涂料和腻子。

优良的耐水性和突出的增稠稳定性,适用于经济型外墙涂料及 普通真石漆 高光泽、抗吸水泛白、抗老化、耐沾污、不黄变,适用于制作 真石漆 优异的耐水性、耐侯性、耐高低温性、抗沾污性,适用于做高 耐候外墙漆。

耐水性、耐侯性、耐高低温性、抗沾污性,适用于做中、高档 外墙漆。

高光泽、强附着、高耐水、超耐候,适用于做高档外墙漆。 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 7-9 高弹性、抗积尘、耐水性好,适用于做弹性内外墙涂料 耐水、耐碱、渗透性强、高粘接力、用于封闭易泛碱、泛盐的 墙面 具有持久柔韧性、抗开裂、高粘接、耐水性好,抗碱性好,适 用于制作弹性腻子和柔性腻子 TSL-1600 苯丙乳液 TSL-1700 苯丙乳液 TSL-1801 保温乳液 TSL-1802 防水乳液 TSL-1900 弹性乳液 优异的耐水性和耐候性。适用于半光、无光内外墙乳胶漆,性 价比突出。 防水性、抗碱性、保光性均好,适用于制备各种半光、无光乳 胶漆及厚质砂浆涂料。

具有非常好的韧性和水泥配伍性,用于制造具有优良弹性和粘 接力的外墙保温系统聚合物砂浆及粘合剂。

具有突出的水泥配伍性、良好的拉伸强度和延伸率以及极低的 吸水率,适用于制作JS防水涂料。

优良的弹性、抗积尘、耐水性好,适用于做经济型弹性内外墙 涂料 乳液产品在华东地区的主要竞争对手 ? 日照广大、垦利金友来、青州万利、青州宝达、河北新光、江苏 日出、国民淀粉、罗门哈斯、巴斯夫、北京东方、北京雅克力、 上海保利佳、广东巴德夫等,这此公司主要以低档苯丙乳液作为 其主打产品,只有罗门哈斯、国民淀粉、巴斯夫定位于高端产品。 国外:

国民淀粉、巴斯夫、罗门哈斯、 长三角:

江苏日出、上海保丽佳、江阴国联 珠三角: 巴德夫、广东天银、台湾长兴 山东地区:日照广大、垦利金友来、青州宝达、青州贝特、宁津五湖 北京周边:北京亚克力、北京互益、北京东联、北京宝威、东方永宇 、北京科信、科之信 河北:

河北新光、 乳胶漆的基本概念及组成 ? 乳胶漆主要是聚合物颗粒水分散体和颜料颗粒水分散体的混合物, 但仅此两者很难成为优质的涂料。没有好的施工性能就得不到好 的漆膜,必须添加各种助剂才能达到所要求的施工性能和成膜质 量。乳胶漆的主要组份列出如下: 乳胶漆 乳液:

醋丙 纯丙 苯丙等 颜填料:着色 体质 防锈 特殊 功能颜料等 稀释剂:水 助剂:润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、防霉剂 、成膜助剂、PH值调节剂、冻融稳定剂等 乳液在乳胶漆中的功能 乳液在乳胶漆中作为基料,开膜后抓住颜填料,附着在墙体上形成涂膜,提供涂 层基本物理性能及各种耐受性,是乳胶漆中最关键的组份。

乳液是在表面活性剂存在下进行聚合反应所制备的聚合物水分散体。乳液聚 合物的分子量高,并且分子量分布狭窄,所以作为涂料的成膜物有较好的机械性 能。

涂料用聚合物乳液品种主要有三大系列,即醋酸乙烯均/共聚物(醋丙)乳液, (甲基)丙烯酸酯(纯丙)共聚物乳液,以及苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(苯丙) 乳液。其中纯丙乳液和硅丙乳液多用于外墙涂料,而苯丙、醋丙乳液用于内墙涂 料较多。 乳胶漆成膜过程 乳液型涂料生产工艺 2万吨丙烯酸乳液自动化生产线

单 体 单体,是指未发生聚合反应的有机化合物,如苯乙烯、丙烯酸、 甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、有 机硅等.单体是决定一个乳液质量好坏和用途...

苯乙烯―丙烯酸酯乳液的制备-谢鸿峰new Copyright @ 2008 南京大学 化学化工学院

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