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                 2018/4/27  

苯丙耐污渍乳液的耐污渍影响因素研究

来源:  中国涂料在线www.coatingol.com   发布时间: 2018/4/3 8:33:49   

前言
近年来,随着市场的细化,越来越多的用户对儿童房用的墙面乳胶漆有了特殊的要求:一般要求环保性能好,因儿童的免疫力较成年人差,又是生长发育期,这样涂料的安全要求较普遍内墙涂料严格许多,不含(或不添加)有机可挥发性物质(VOC)、重金属、APEO、甲醛等;另一方面要求儿童房用内墙建筑涂料耐污渍性能佳,由于小孩喜欢在墙面涂鸦,这就要求在儿童玩闹使墙面受污染后,只需用清水或洗洁精轻轻擦拭,就能够还原白净如昔的墙面。内墙苯丙耐污渍乳液作为一种功能性乳液,常用于家庭的儿童房和对耐污渍要求较高的场所,在保持乳液的其他性能符合国标的前提下,尽可能提高苯丙乳液的耐污渍能力,使得苯丙耐污渍乳液更具备竞争力。本次研究主要是从乳液的配方中探索影响苯丙耐污渍的因素,寻找出最佳的条件。

1 实验部分
1.1 实验材料
1.1.1 主要的实验材料和试剂(见表1)

1.1.2 主要的大型实验仪器(见表2)

1.2 实验方法
1.2.1 乳液参考配方(见表3)

1.2.2 预乳化液的制备
用适量的水将部分反应性乳化剂溶解在2 000 mL的烧杯中,再用分散机进行搅拌均匀,待乳化剂全部溶解充分,依次加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、乙烯酰胺、交联单体、丙烯酸、有机硅,加入后大概搅拌10 min左右。
1.2.3 釜液的制备及聚合工艺
用适量的水将一部分的乳化剂溶解,加入到5 L的四口烧瓶,同时配上冷凝管、温度计和搅拌机,边搅边升温,本次实验采用的是种子工艺,等到温度到80 ℃左右开始取种,然后加入初引,反应15 min左右,温度维持在85~88 ℃,然后滴加剩下的预乳化液,同时滴加引发剂,滴加时间为4 h。
1.2.4 实验研究思路
本次研究设计的思路是控制单一变量法,保持其他条件一样,控制要探究的因素的量,寻找出最佳的量。对于有机硅的量,本次研究梯度有0、0.1%、0.25%、0.5%,其他条件一样。
对于丙烯酰胺的量,本次研究梯度有0、0.2%、0.4%,其他条件一样。
对于丙烯酸的量,本次研究梯度0、1%、2%、3%,其他条件一样。
对于功能单体COPS-3的量,本次研究梯度有0、0.1%、0.25%、0.5%,其他条件一样。
 
2 内墙耐污渍的检测方法、乳液实验参考配方及检测参考配方
内墙耐污渍检测方法参考GB/T 9780—2013《建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》。检测参考配方如表4。

3 结果与讨论
3.1 有机硅含量对乳液耐污渍分数影响(见图1)
从图1可以看出,随着有机硅含量的增加,乳液耐污渍分数有小幅度的上升,这可能是有机硅含量越多,乳液交联程度大,会使配漆后的涂膜成膜更紧密更硬,污染源渗进涂膜内部难,故乳液耐污渍分数呈上升趋势。可以得到结论是有机硅有利于改善乳液的耐污渍性能。兼顾到乳液的配漆冻融性能,故选择0.5%的有机硅最佳。
3.2 丙烯酰胺含量对乳液耐污渍影响(见图2)

从图2可以看出,丙烯酰胺质量分数由0加到0.2%,乳液耐污渍分数从4.8分增到5.3分;从0.2%到0.4%,乳液耐污渍分数变化不大,说明丙烯酰胺的添加,对乳液耐污渍有稍微提升,当量加到0.2%时,效果达到最好,再增加量,分数几乎不变。也就是说,0.2%作为一个拐点存在。
3.3 丙烯酸含量对乳液耐污渍的影响(见图3)

从图3看出,丙烯酸从0增加到2%时,乳液耐污渍分数从3.7分增加到5.3分,分数增加幅度大,当丙烯酸量超过2%后,乳液的耐污渍分数改善不大,可以说丙烯酸质量分数为2%作为影响乳液耐污渍效果的一个拐点。
3.4 功能单体COPS-3含量对乳液耐污渍的影响(见图4)

从图4可以看出,随着COPS-3的量从0增加到0.5%时,乳液耐污渍分数呈上升的趋势,不过乳液的耐污渍分数增加量不大。为了得到最好的耐污渍分数,同时考虑到成本及乳液的其他性能,故选择COPS-3质量分数为0.5%最佳。
 
4 结语
本研究主要是研究了有机硅含量、丙烯酰胺含量、丙烯酸含量和功能单体COPS-3含量对苯丙乳液耐污渍效果的影响。通过实验和分析得到,有机硅的含量越多,乳液的耐污渍分数有小幅的上升,耐污渍效果变好,不过考虑到乳液的其他性能例如冻融性能等,有机硅不适宜加太多,为了保证乳液配漆的冻融稳定性前提下,选择质量分数为0.5%最适宜。对于丙烯酰胺、丙烯酸和COPS-3的量,为得到乳液耐污渍效果最好,同时综合考虑到成本及乳液其他性能,选择丙烯酰胺0.2%、丙烯酸2%、COPS-3为0.5%最为适宜。

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