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水性丙烯酸乳液配方需要考慮的問題--水性丙烯酸樹脂組成，乳液顆粒的相結構和成膜助劑

水性丙烯酸乳液配方需要考慮的問題--水性丙烯酸樹脂組成，乳液顆粒的相結構和成膜助劑

發布(bu)日期：2022-10-27　瀏覽次數：507

在調制(zhi)水(shui)性(xing)漆配方(fang)時(shi)，乳液原料的(de)選擇(ze)是工(gong)程師最重要(yao)的(de)決定。涂料的(de)主要(yao)性(xing)能(neng)是由(you)樹脂(zhi)決定的(de)。有水(shui)性(xing)丙烯酸(suan)酯乳液，包(bao)括聚苯乙烯-丙烯酸(suan)酯乳液種類繁多，市場上魚目混(hun)雜。而不同的(de)水(shui)性(xing)丙烯酸(suan)酯樹脂(zhi)組成對(dui)(dui)其水(shui)性(xing)漆成膜性(xing)及成本的(de)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)。這(zhe)里對(dui)(dui)幾個影(ying)響(xiang)因素進行簡單討(tao)論。

主(zhu)要原料：
a. 苯乙烯：聚(ju)丙烯(xi)酸酯(zhi)乳液(ye)引(yin)入該單(dan)體的(de)(de)主要原因是(shi)(shi)其可提(ti)供較(jiao)高的(de)(de)玻璃化轉變(bian)溫度（Tg), 從而(er)提(ti)高成膜的(de)(de)硬度；另(ling)一個(ge)原因是(shi)(shi)成本。苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)在包裝(zhuang)工業(ye)上(shang)用量極大，是(shi)(shi)石油工業(ye)最重要的(de)(de)，成熟(shu)的(de)(de)下(xia)游產品(pin)之一，價(jia)格(ge)低(di)但受宏(hong)觀經(jing)濟(ji)影(ying)(ying)響大。然(ran)而(er)引(yin)入苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)，特別是(shi)(shi)其含量高于總單(dan)體量的(de)(de)15%以上(shang)時，也會(hui)給水(shui)性(xing)(xing)漆成膜性(xing)(xing)帶(dai)來許多負(fu)面影(ying)(ying)響。首先，含苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)的(de)(de)聚(ju)合(he)(he)物鏈段缺乏柔(rou)韌性(xing)(xing)，宏(hong)觀上(shang)表(biao)現為水(shui)性(xing)(xing)漆成膜硬而(er)不韌；還有(you)(you)苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)所含的(de)(de)苯(ben)(ben)環(huan)，是(shi)(shi)紫外光(guang)的(de)(de)吸收體，該單(dan)體含量高時，紫外線通過相鄰苯(ben)(ben)環(huan)會(hui)對(dui)聚(ju)合(he)(he)物鏈有(you)(you)剪切(qie)反應，從而(er)使水(shui)性(xing)(xing)漆漆膜變(bian)脆，光(guang)澤度下(xia)降，壽命降低(di)；苯(ben)(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)的(de)(de)結構也決定了它對(dui)很多有(you)(you)機溶(rong)劑有(you)(you)親和(he)力，水(shui)性(xing)(xing)漆漆膜的(de)(de)耐溶(rong)劑性(xing)(xing)也與其它的(de)(de)樹(shu)脂有(you)(you)明顯(xian)差距。
b. 丙(bing)烯酸酯類單體：丙烯(xi)酸(suan)酯(zhi)類(lei)單體種類(lei)很多，性能及價格相差(cha)很大。國內(nei)最(zui)常用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)丙烯(xi)酸(suan)丁酯(zhi)，改單體成本最(zui)低，是(shi)(shi)大多乳(ru)液(ye)廠家用(yong)于與苯乙烯(xi)配套，制造廉價墻(qiang)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)乳(ru)液(ye)的(de)(de)(de)單體。其功用(yong)是(shi)(shi)提供(gong)水性漆(qi)(qi)漆(qi)(qi)膜的(de)(de)(de)柔(rou)韌(ren)性。由于丙烯(xi)酸(suan)酯(zhi)聚合(he)物主(zhu)鏈上不含除(chu)酯(zhi)基(ji)以(yi)外的(de)(de)(de)集(ji)團，主(zhu)鏈及酯(zhi)基(ji)側鏈柔(rou)韌(ren)性均(jun)好(hao)好(hao)，使水性漆(qi)(qi)漆(qi)(qi)膜缺乏硬度(du)。這類(lei)聚丙烯(xi)酸(suan)酯(zhi)乳(ru)液(ye)雖然是(shi)(shi)建筑(zhu)內(nei)外墻(qiang)涂料的(de)(de)(de)選擇，但作為(wei)對硬度(du)及韌(ren)度(du)要(yao)求都高的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)木(mu)器漆(qi)(qi)來講，性能就不夠了。
c. 甲基丙烯(xi)酸酯類單體(ti)：甲基(ji)丙烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)類(lei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)，比丙烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)單(dan)(dan)(dan)體(ti)在性能上又上了(le)一個臺(tai)階。由于甲基(ji)丙烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)類(lei)聚(ju)合(he)物(wu)主鏈(lian)上多了(le)甲基(ji)，使其主鏈(lian)的活(huo)動性受到限制，主鏈(lian)鋼(gang)性增強，同時酯(zhi)(zhi)基(ji)側鏈(lian)提供(gong)了(le)柔韌(ren)性，使得甲基(ji)丙烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)類(lei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)具(ju)有(you)硬(ying)度和韌(ren)性的最佳平衡(heng)，比如(ru)聚(ju)甲基(ji)丙烯(xi)酸甲酯(zhi)(zhi)（甲甲酯(zhi)(zhi)）就是人們俗稱(cheng)的有(you)機玻璃；甲基(ji)丙烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)類(lei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)，由于不含苯(ben)(ben)環，使其比起苯(ben)(ben)乙烯(xi)類(lei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)在抗紫(zi)外侵蝕，耐久(jiu)性，及抗溶劑性方面都比苯(ben)(ben)乙烯(xi)有(you)明顯優勢。
綜上所(suo)述，水(shui)性(xing)丙(bing)(bing)烯酸酯樹(shu)脂制造(zao)商(shang)對(dui)單體的(de)選擇很多，不但可以變換(huan)其(qi)種(zhong)類，又可變換(huan)相對(dui)比例和(he)成分。水(shui)性(xing)涂料廠家(jia)在選擇水(shui)性(xing)丙(bing)(bing)烯酸酯乳液時，不能只考慮“純丙(bing)(bing)”或“苯丙(bing)(bing)”這些空洞概念詞(ci)匯，應(ying)該以水(shui)性(xing)丙(bing)(bing)烯酸酯樹(shu)脂及其(qi)配方的(de)實際性(xing)能為衡量標準。
乳(ru)液(ye)顆粒的相(xiang)結構(gou)和成(cheng)膜助劑(ji) 
水性丙烯酸乳液顆粒的內部結構，會對水性漆配方的幾個方面有影響。以影響效果發生先后順序來分，相結構首先會影響成膜助劑的選擇和添加方式。不同的相具有不同的親水/親油特征，而各種成膜助劑的親油性也不同，比如二丙二醇甲醚（DPM）就比二丙二醇丁醚（DPnB）的親水性高，親油性低。如果水性丙烯酸乳液顆粒外層是親油性很強的相，那么DPM的加入不但對成膜效果不明顯，而且還會使多余的DPM游離在水中影響水性漆漆膜的其他性能。
相結構對(dui)水(shui)性(xing)(xing)漆配方的(de)另一影響(xiang)，就是(shi)對(dui)水(shui)性(xing)(xing)漆漆膜(mo)(mo)的(de)成膜(mo)(mo)質量的(de)影響(xiang)。成膜(mo)(mo)質量的(de)關(guan)鍵是(shi)在水(shui)性(xing)(xing)丙烯(xi)酸乳(ru)液顆粒融合(he)的(de)過(guo)程(cheng)中，讓需(xu)要(yao)混(hun)合(he)的(de)相充分混(hun)合(he)，而(er)需(xu)要(yao)分離(li)的(de)相保持分離(li)。如果不同的(de)相都需(xu)要(yao)參(can)加(jia)融合(he)，則應該選擇混(hun)合(he)的(de)成膜(mo)(mo)助劑以達到最佳(jia)效(xiao)果。
國內外許多關于水性丙烯酸乳液聚合的文獻，大都提到核殼等多種乳液顆粒的結構問題。比如，像核殼，半月，多核，中空，及草莓等多種結構都有報道。雖然這些結構的描述對理解水性丙烯酸乳液顆粒結構的復雜性很有幫助，但實際上水性丙烯酸乳液的結構要復雜得多。比如，只有單一相結構顆粒的乳液是不存在的，實用水性丙烯酸乳液中的顆粒是各種結構的分布，可能核殼多一些，可能草莓多一些，等等。水性丙烯酸乳液生產商是通過單體的選擇，添加順序，表面活性劑額的使用等等工藝條件來控制水性丙烯酸乳液的相結構。

由于水性丙烯酸乳液的相結構屬乳液生產商的技術秘密，通常該信息是不公開的。但供應商都會提供其所供水性丙烯酸乳液的推薦助劑和比例。通常不同的水性丙烯酸乳液會要求不同的助劑組合就是這個道理。



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