水性涂料用苯丙乳液的合成

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水性涂料用苯丙乳液的合成

目录

1.前言 (1)

1.1水性涂料的概述 (1)

1.1.1 水性涂料的历史地位 (1)

1.1.2 水性涂料的发展史 (1)

1.1.3水性涂料的分类 (2)

1.2苯丙乳液的研究进展 (2)

1.2.1 苯丙乳液乳化剂体系研究进展 (2)

1.2.2 苯丙乳液引发剂体系研究进展 (2)

1.2.3 苯丙乳液的改性及功能单体的引入 (2)

1.2.4 苯丙乳液聚合工艺研究进展 (3)

1.2.5 苯丙乳液乳胶粒子设计研究进展 (3)

1.2.6 其他新型乳液聚合技术的应用 (3)

1.3苯丙乳液的性能指标及其影响因素 (3)

1. 3. 1 苯丙乳液的性能指标 (3)

1. 3. 2苯丙乳液性能的影响因素 (3)

1.4本文研究的目的意义及主要内容 (4)

2.实验 (4)

2.1试剂与仪器 (4)

2.2乳液聚合工艺 (5)

2.2.1 单体预乳化 (5)

2.2.2 聚合 (5)

2.3乳液性能测定 (5)

2.3.1 pH值测定 (5)

2.3.1 粘度测定 (5)

2.3.3 固含量测定 (5)

2.3.4 Ca2+稳定性测定 (6)

2.3.6 转化率测定 (6)

2.3.6 吸水率测定 (6)

3.结果与讨论 (6)

3.1单体类型及其配比对乳液性能的影响 (6)

3.2乳化剂类型对乳液性能的影响 (7)

3.3乳化剂用量及配比的影响 (7)

3.4引发剂用量的影响 (8)

3.5AA用量对乳液性能的影响 (9)

3.6反应温度及反应时间 (9)

3.7加料方式的影响 (9)

4.结论 (9)

参考文献 (12)

致谢: (13)

1.前言

1.1 水性涂料的概述

1.1.1 水性涂料的历史地位

传统的溶剂型涂料含有大量的挥发性有机溶剂(VOC),在使用过程中排入大气,会破坏环境危害人们健康,同时也浪费资源和能源,所以不排放VOC或排放量严格限制在规定以下的涂料可称为“环保涂料”。目前,一般将水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料及辐射固化涂料称为环保涂料[1]。近年来,随环保意识的不断加强和环保法的日益完善,对VOC向大气的排放量限制越来越严格,加之对地球有限资源和能源的重视,使得水性涂料在全球涂料市场成为持续热点。涂料生产从依赖有机溶剂、天然树脂发展到无溶剂涂料和水性涂料。表1-1是2010年前世界工业涂料的构成,从表中可以看出水性涂料在各类涂料中的比例正在逐年递增[2]。

表 1-1 2010年前世界工业涂料的构成(%)

Table 1-1 2010,the composition of the world,s industrial coatings(%)

涂料品种 1995年 2000年 2005年 2010年

低固体分涂料 39.5 30.5 15.0 7.0

高固体分涂料 12.5 12.0 10.0 8.5

电泳涂料 8.5 10.0 15.5 17.0

其他水性涂料 14.0 16.0 19.9 22.5

粉末涂料 8.0 12.0 17.5 20.0

辐射固化涂料 3.5 4.5 6.5 7.5

1.1.2 水性涂料的发展史

中国是世界上使用天然树脂作为成膜物质的涂料大漆最早的国家,在公元220年前,大漆使用技术已成熟,早期的画家使用的矿物颜料就是水性涂料。1855年英国人帕克斯A 取得了用硝酸纤维素(硝化棉)制造涂料的专利权,建立了第一个涂料厂,1925年硝基漆的生产达到高潮。一战后,在乙炔工业发展较早的加拿大,首先发展了乳胶漆,主要在建筑方面试用并很快得到了正式使用,从1945年开始,这种产品的产量急剧增长。在1953-1954年前后酯共聚物乳液也开始使用。醋酸乙烯酯与丙烯酸酯的共聚物,在二次大战中德国已经有所研究。纯丙烯酸乳,从20世纪50年代年代开始,在欧洲和美国就已有销售, 进入60年代,在所发展的乳状液中,突出的是醋酸乙烯酯乙烯。70年代以来,水性涂料,特别是乳胶漆,作为代油产品越来越引起人们的重视。一些先进国家正以惊人的速度发展,近十多年来乳胶漆的年消费量仍以8%-9%的速度增长。90年代中期以日本立邦为首的多国大型涂料公司进入我国市场,真正揭开了现代水性新篇章[3]。

1.1.3水性涂料的分类

由于树脂水性化途径的不同,水性涂料体系通常分为三类:

①水溶性涂料以水溶性树脂为成膜物,以聚乙烯醇及其各种改性物为代表。

②胶束分散型以合成树脂乳液为成膜物配制的涂料。

③乳液乳化剂存在下进行机械搅拌,不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合

而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。

1.2苯丙乳液的研究进展

引入硬单体苯乙烯的丙烯酸酯类乳液体系,简称为苯丙乳液[5],通常为乳白色带蓝光的黏稠液体,在黑色的底板上涂抹乳液,其蓝光较明显。蓝光较好的乳液,说明聚合时粒径较小,质量好。国内外在苯丙乳液研究中主要取得以下几方面的成果。

1.2.1 苯丙乳液乳化剂体系研究进展

乳化剂的结构、用量以及初始阶段乳化剂与单体配比对乳液的粒径及其分布、粘度、最低成膜温度、聚合稳定性等有着十分重要的影响。

阴、非离子乳化剂的稳定机理不同,阴离子型靠静电力使乳液稳定[6],而非离子乳化剂靠分子的空间位阻维持乳液稳定[7],这就决定了非离子乳化剂分子远大于阴离子乳化剂,故效率低于后者。苯丙乳液用的乳化体系应以阴离子乳化剂、非离子乳化剂混用的复合乳化剂为主体,通过改变阴、非乳化剂的种类、配比和用量来调节乳液的性能,使其满足苯丙乳液不同的性能要求[8]。

1.2.2 苯丙乳液引发剂体系研究进展

引发剂的种类和用量影响聚合反应速率、单体转化率、乳胶粒的粒径、乳液的粘度和成膜性能等。当引发剂浓度增大时,体系的转化率、粘度、凝胶也会增加[9]。另外,自由基生成速率大,链终止速率亦增大,聚合物平均分子质量降低。当引发剂浓度太低时,聚合反应速率低,体系转化率低,反应不完全。因此,在反应中要选择合适的引发剂用量。

1.2.3 苯丙乳液的改性及功能单体的引入

传统的苯丙乳液主要由苯乙烯、丙烯酸酯及丙烯酸共聚而成,为了赋予苯丙乳液更加优良的性能,采引入改性单体或功能单休,可提高其性能。

聚合物之间的接枝反应能使核与壳之间形成一过渡层,从而降低核壳间的界面能,提高了2种聚合物之间的相容性及界面间的粘合力,使核壳结构的聚合物粒子更稳定[10]。在笨丙乳液中引入适量的功能性单体丙烯酸、丙烯酸胺、N-羟甲基丙烯酰胺、环氧树酯及其

他含氮单体进行改性,不仅提高聚合物的综合性能,而且还赋予乳液防锈性及稳定性。

1.2.4 苯丙乳液聚合工艺研究进展

传统乳液聚合方法得到的苯丙乳液,最低成膜温度(MFT)比较高,常温下不能成膜,大大限制了它的应用范围,核壳乳液聚合生成具有异相结构的胶粒,能很好地解决这一问题。制备核壳乳液最常用的方法就是种子聚合[11],首先用乳液聚合法将成核单体制成种子乳液,然后将壳单体加入到种子乳液中进行聚合。壳单体的加料方法包括平衡溶胀法、半连续法、预乳化一半连续法等[12]。

1.2.5 苯丙乳液乳胶粒子设计研究进展

传统聚合方法制成的苯丙乳液乳胶粒内外无梯度变化,属于典型的均相胶粒[13]。这种胶粒存在诸如成膜温度高、胶膜流变性不好、硬度不够、夏季回粘严重等问题.。在乳液中引人微量单体后,其中的羧基等功能性基团更多分布在乳胶粒表面,可以改变乳胶粒的流变性和化学稳定性[14]。

1.2.6 其他新型乳液聚合技术的应用

无皂乳液聚合是苯丙乳液聚合的发展方向。乳化剂对乳液合成有很大帮助但也带来一些弊端。苯丙乳液另一个发展方向是乳液型互穿网络聚合技术(LIPN)。LlPN制成的乳液胶膜耐水性、耐溶剂性、耐热性、粘接性均优,广泛用丁胶粘剂、纸张加工、纤维上胶等方面。微乳液聚合也是新兴的聚合技术。由于微乳液反应介质具有一定的特殊性,故微乳液聚合技术的反应机理和动力学与常规乳液聚合存在较大差异,所得到的纳米粒子乳液也独具特色[15]。

1.3苯丙乳液的性能指标及其影响因素

1. 3. 1 苯丙乳液的性能指标

pH值、粘度、固含量、稀释稳定性、机械稳定性、转化率测定、吸水率测定、Ca2+稳定性、冻融稳定性、粘接强度的测定等。

1. 3. 2苯丙乳液性能的影响因素

乳化剂的类型、乳化剂用量、引发剂用量、滴加速度、反应温度、不同玻璃化温度、阴/非离子乳化及配比、反应时间和交联剂等。

1.4 本文研究的目的意义及主要内容

水性苯丙微乳液涂料由于其环保性好,并且保光性、保色性、户外耐久性、耐碱性、硬度、抗污性等各项指标良好,成本比聚氨酯水分散体涂料、双组分聚氨酯涂料和丙烯酸酯系聚合物乳液涂料都要低,现在已经成为发展最快的涂料品种之一。

近年来,我国加强了苯丙乳液的生产技术的开发和引进,带动了丙烯酸系聚合物乳液的研究,同时,从国外也引进了部分乳液聚合配方,使其产量逐年增加,应用领域不断扩大。国内近几年开始了PU、PA涂饰剂的开发和研究,报道较多的问题是PU/PA接枝困难,分散性稳定性差,分子量小,固含量低,成膜性差。聚氨酯/苯丙乳液则兼有PU、PA涂饰剂的优点,而克服了二者的缺点。苯丙金属用乳胶底漆生产工艺成熟,设备简单,生产过程中无毒,无废水废渣。并且产品无臭无味,施工方便,生产成本低等优点,是使用于钢铁等金属表面作底漆的理想产品。苯丙乳液的优秀性能越来越得到人们的重视,使其已经在涂料、粘合剂、纺织和造纸等诸多领域有着广泛应用。

本文以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸进行四元乳液共聚合成新型水性涂料用苯丙乳液,用过硫酸盐作引发剂,采用阴离子型十二烷基硫酸钠和非离子型OP-10混合乳化剂。聚合工艺采用单体预乳化法,并连续滴加预乳化单体和引发剂溶液,通过实验制得苯丙乳液并对其性能进行测定分析。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为硬单体,赋予乳胶膜内聚力而使其具有一定的硬度、耐磨性和结构强度;丙烯酸丁酯为软单体,赋予乳胶膜一定的柔韧性和耐久性;丙烯酸为功能性单体,可提高附着力、润湿性和乳液的稳定性,还使乳液具有一定的反应特性,如亲水性和交联性等。这在苯丙乳液的合成方面具有一定的现实意义。

2.实验

2.1 试剂与仪器

原料:过硫酸胺;碳酸氢钠;氨水;对苯二酚;三乙烯四胺;苯乙烯(St);甲基丙烯酸甲酯(MMA);丙烯酸丁酯(BA);丙烯酸(AA);聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10) 以上均为分析纯;十二烷基硫酸钠(SDS) 化学纯。

仪器:四口瓶;球形冷凝管;滴液漏斗;温度计;聚四氟乙烯板;电子天平;数显恒温水浴锅(国华电器有限公司);精密增力电动搅拌机(常州国华电器有限公司);真空干燥箱(上海博讯实业有限公司);PHS-3C型酸度计(中国雷磁分析仪器厂);LND1-涂-4粘度计(上海精晖仪器设备有限公司)。

2.2 乳液聚合工艺

2.2.1 单体预乳化

在250ml圆底烧瓶中,加入定量水、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和OP-10,搅拌溶解后再依次加入定量的丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯,室温下搅拌乳化30min。

2.2.2 聚合

(1)称取定量过硫酸钾于锥形瓶中,用相应配比的水溶解配成引发剂溶液备用。

(2)在四口瓶中加入约40%单体预乳化液,在四口瓶上接上一个球形回流冷凝管,两个滴液漏斗及搅拌装置,打开冷凝水及搅拌装置的开关搅拌升温至78℃,加入约35%的引发剂溶液到其中一个滴液漏斗中,打开旋塞30min滴完。

(3)在滴液漏斗的旋塞关着的情况下将剩余的单体预乳化液和引发剂溶液分别加到两个滴液漏斗中,打开旋塞,控制滴液速度,1.5h内滴完。

(4)缓慢升温至90℃,保温反应2h。

(5)冷却反应液至60℃,加氨水调pH至6-7,出料。

2.3 乳液性能测定

2.3.1 pH值测定

采用PHS-3C型酸度计测定。

2.3.1 粘度测定

采用LND1-涂-4粘度计测定。粘度的计算公式来自仪器的说明书,如下所示:

t=0.223u+6.0 t——测定流出时间(s)

u——粘度(mm2/s)

K=T/t K=0.98

T——标准流出时间(s)

2.3.3 固含量测定

准确称量干净的称量瓶,加入约2g乳液准确称量后,于110℃烘箱中烘约2h,取出放入干燥器中冷却至室温后再准确称量。计算公式[17]如下所示:

W=2m /1m W ——固含量

1m ——干燥前样品质量

2m ——干燥后样品质量

2.3.4 Ca 2+稳定性测定

在20ml 的刻度试管中加入16ml 乳液,再加4ml 5%Cacl 2溶液,摇匀静置48h ,若不出现

凝胶且无分层现象,则化学稳定性合格。若有分层现象,量取上层清液和下层沉淀高度,清液和沉淀高度越高,钙离子稳定性越差[13]。

2.3.6 转化率测定

取部分乳液约2g,加入适量阻聚剂对苯二酚溶液(1%)终止反应,置于60℃烘箱中烘至恒量。计算公式[17]如下所示:

G=4m /3m G ——转化率

3m ——聚合物净质量

4m ——实际单体质量

2.3.6 吸水率测定

在乳化液中按苯丙乳液质量的15%加入三乙烯四胺固化剂混合均匀,浇在聚四氟乙烯板上,常温固化一周,制成厚度1mm 的均匀薄膜,称取质量为5m 的胶膜,浸入25℃去离子

水中浸泡24h,取出用滤纸吸干表面水分准确称重6m ,则吸水性为(6m -5m )/5m 。

3.结果与讨论

3.1 单体类型及其配比对乳液性能的影响

单体是形成聚合物的基础,通常占反应配方的40% ~50%[18]。不同的单体具有不同的性能,一种单体一般不具备全面的性能,需选用多种单体共聚合成。丙烯酸丁酯玻璃化温度较低, 是一种软单体,如其含量较高,则产品强度低,但成膜性好。苯乙烯玻璃化温度较高,是一种硬单体,如其含量较高,则产品强度高,但成膜性差。丙烯酸丁酯和苯乙烯性能见表3-1[19]。

表3-1 软硬单体的性能

Table 3-1 Performance of hard and soft monomers

单体成模性硬度拉伸强度附着力耐湿性耐热性耐紫外线

丙烯酸丁酯有很软很低良好一般良好良好

苯乙烯无硬高良好优优一般本实验中苯乙烯(St)为主要反应硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为主要反应软单体,软硬单体的不同配比对乳液的性能有影响,通过调整两者的比例,可制得较为理想的苯丙乳液。不同配比下制得得苯丙乳液的性能见表3-2。

表3-2 St/BA对乳液性能的影响

Table 3-2 Effect of St/BA on property of emulsion

序号St量/g BA量/g 转化率/% 吸水率/% 粘度/s 成膜性能

1 18.5 22.5 94.

2 20.5 18.1 涂膜透明光亮

2 20.5 22.5 95.8 17.8 16.7 涂膜性能较好

3 22.5 22.5 96.5 16.7 16.2 涂膜性能较好

4 24.

5 22.5 94.

6 14.3 15.6 涂膜变脆龟裂

5 26.5 22.5 95.5 12.3 13.8 室温下难成膜

由表3-2可知,随着硬/软单体即St/BA配比增大,乳液粘度降低,涂膜皮脆,室温下难以成膜。其原因是,硬软单体配比增大,涂层的玻璃化温度随之增大,聚合物自身的内聚力增大,对外表现为粘度降低。相反硬/软单体配比较小时,所形成的涂层表面极易被划伤和污染。当硬/软单体的配比为1:1时转化率最高且成膜性能较好,故硬/软单体的最佳配比为1∶1。

3.2 乳化剂类型对乳液性能的影响

制备苯丙微乳液常用的乳化剂主要有阴离子型的乳化剂——十二烷基硫酸钠、阳离子型的乳化剂——十六烷基三甲基溴化铵以及非离子型的乳化剂——辛基酚基聚氧乙烯醚。在本实验中考虑到微乳液聚合对乳化剂的要求,我们将十二烷基硫酸钠和非离子乳化剂

OP-10应用于苯丙微乳液的聚合,这两者合理并用可使两种乳化剂分别交替吸附在乳胶粒

的表面,降低同一粒间的静电行为,增强乳化剂在胶粒上的吸附度,降低乳胶粒表面的电荷密度,使带负电的自由基更容易进入乳胶粒中,提高乳液聚合速度,即两种不同的乳化剂产生了协同效应[24],采用较低的乳化剂浓度就可以合成高固体含量的微液。本实验中应用的反应型乳化剂不仅能起到常规乳化剂的作用,而且与体系内的单体共聚,这样就显著地降低了微乳液体系中的乳化剂含量,提高了体系的固体含量。

3.3 乳化剂用量及配比的影响

乳化剂用量对乳液性能有一定影响,对乳化剂的用量进行试验,结果见表3-3。

表3-3 乳化剂用量对乳液性能的影响

Table 3-3 Influence of emulsif ying agent,s quantiny

序号乳化剂用量(%)转化率/% 吸水率/% 粘度/s

1 2.0 93.0 10.4 14.0

2 3.0 94.9 13.5 15.3

3 4.0 96.5 16.7 16.2

4 5.0 95.6 21.

5 16.8

5 6.0 95.9 26.

6 17.6

从表3-3可以看出,乳化剂用量对乳液的转化率、吸水率、粘度等有较大的影响。随着乳化剂用量的增大,乳液的粘度也增大。通常情况下,我们选择乳化剂用量为单体总量的4%,在这个条件下合成的乳化剂粘度适中且转化率较好。

不同的SDS/OP-10配比对乳液性能也有影响,对乳化剂的配比进行试验,结果见表3-4。

表3-4 SDS/OP-10对乳液性能的影响

Table 3-4 Effect of SDS/OP-10 on property of emulsion

SDS:OP-10/质量比转化率/% 吸水率/% 粘度/s

2:3 95.1 11.3 13.8

1:1 96.5 16.7 16.2

3:2 93.0 10.8 18.8

由表3-4可知,随着SDS/OP-10配比的增大,乳液粘度增大,其原因是:SDS水解生成阴离子基团的乳化剂,使聚合物表面带负电荷,造成聚合物颗粒相排斥,降低粒径。但SDS用量过多会使乳液颗粒间产生静电斥力,阻碍反应进行。当SDS/OP-10的配比为1:1时转化率最高,故SDS/OP-10的最佳配比为1∶1。

3.4 引发剂用量的影响

选用过硫酸胺为引发剂,引发剂的用量对乳液性能的影响见表3-5。

表3-5 引发剂用量对乳液性能的影响

Table 3-5 Effect of amount of initiator on property of emulsion

引发剂质量分数/%转化率/% 吸水率/% 粘度/s

0.3 94.5 12.6 14.2

0.4 95.3 15.4 14.8

0.5 96.5 16.7 16.2

由表3-5可知,随着引发剂用量的增加,单体转化率逐渐增加,以致有害物质残留浓度降低。其原因是:过硫酸铵(NH4)2S2O8加热分解,即(NH4)2S2O8→2NH4++2SO4-·,由于酸对过硫酸铵的分解有催化作用,分解速率会随pH值的下降而加快,当pH值较小时,分解速率更快。SO4-·+H2O→HSO4-+HO·, 4HO·→2H2O+O2,在单体存在下, SO4-·和HO·自由基均可引发单体聚合反应[25]。实验表明,引发剂用量为0. 5%为宜。引发剂溶液不可提前太早配好,

否则易发生自衰变失效。

3.5 AA用量对乳液性能的影响

AA具有较强的亲水性,加入少量的AA单体可以使聚合物侧链上引入极性基团,增大涂膜的附着力、润湿性、增加乳液的稳定性,其用量对乳液性能的影响见表3-6。

表3-6 AA用量对乳液性能的影响

Table 3-6 Effect of amount of AA on property of emulsion

AA质量分数/% 转化率/% 吸水率/% 粘度/s

2 94.6 10.

3 13.6

3 96.5 16.7 16.2

4 95.

5 19.1 24.0

由表3-5可知,随着AA用量增加,乳液粘度和吸水率增大,但AA用量过大时会影响聚合物的性质,如耐水性,这是因为AA用量增大使聚合物中含有大量亲水性强的羧基链节或链段,从而耐水性降低,表现为吸水率增大。实验表明,AA用量为单体总量的3%为宜。

3.6 反应温度及反应时间

反应温度对聚合反应速度及聚合稳定性也有较大的影响。苯丙乳液聚合一般采用分段控温,单体滴加阶段控制反应温度在78~85℃之间,聚合温度低于78℃时,反应速度减慢,滴加的单体不能很快聚合,造成体系中单体局部浓度过大。聚合反应温度高于85℃时,乳化剂不能迅速地吸附到乳胶粒表面维持乳胶粒的稳定,同时聚合反应速率增大,聚合物粒子变软,粘性增加,使乳胶粒子间因碰撞而凝聚的可能性增加,不利于乳化体系的稳定。综合考虑上述因素,聚合温度以75~85℃,反应时间以2 h较适宜。

3.7 加料方式的影响

在微乳液聚合反应过程中,反应初期的操作对微乳液的性能影响较大,可能是反应初期聚合物粒子起“晶种”的作用,其数量和粒径大小影响后期的聚合反应。实验发现,在反应开始0.5 h内,单体滴加速率较慢时,生成粒径小、粒度均匀的“晶种”,可使后期反应稳定,最终合成的乳液粒径较小且分布均匀。

4.结论

通过以上实验的分析讨论,确定了生产苯丙乳液的最佳条件为:

(1)单体含量占总量的40% -50%,软硬单体配比为1∶1;

(2)将十二烷基硫酸钠和非离子乳化剂OP-10并用于苯丙微乳液的聚合,它们产生协同效应,

采用较低的乳化剂浓度就可以合成高固体含量的苯丙微乳液。复合乳化剂SDS, OP-10用量为单体总量的4%, SDS∶OP-10=1∶1;

(3)引发剂过硫酸铵用量为0.5%为宜;

(4)功能单体丙烯酸用量为单体总量的3%。

由此可得合成苯丙乳液的原料及配比,见表4-1。

表 4-1 苯丙乳液合成配方

Table 4-1 synthesis of styrene-arcylic emulsion formulation

原料配比(%)

丙烯酸丁酯 22.5

苯乙烯 22.5

甲基丙烯酸甲酯 3.5

丙烯酸 1.5

OP-10(乳化剂) 1.0

十二烷基硫酸钠 1.0

过硫酸铵 0.5

碳酸氢钠 0.5

水 47

对最佳工艺条件制备的乳液进行了性能检测,外观为蓝色荧光的白色乳液,室温成膜情况为光亮透明无裂膜,其结果见表4-2。

表 4-2 最佳配比所得苯丙乳液的性能

Table 4-2 Property of styrene acrylic emulsion

under the best condition

检测项目测定结果

外观白色乳液,带蓝光

成膜性能涂膜性能较好

固含量/% 47.4

Ph值 6-7

粘度/s 16.2

吸水率/% 16.7

转化率/% 96.5

Ca2+稳定性合格

选择这样的配比,乳液聚合反应速率稳定,单体转化率较高,制得乳液具有耐水性强、粘接强度高、涂膜坚韧,对颜料、填料具有较高载承力,用于制造高质量,高光泽的乳胶漆,具

有良好的耐久性和耐酸性。用于配制内墙及外墙涂料,具有施工方便、干燥快、流平及耐水性良好等优点,随着苯丙乳液市场的不断开发,其前景会更加广阔。

参考文献

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[24] Hermann B. Manufancture and application of fluorinc-containing polymer dispersions with different

diameter[P].DE19 726 802,1998.

致谢:

值此论文即将完成之际,我要感谢给予我帮助的人。

本论文从选题、拟定开题报告到实验结束,以及论文的写作是在陈延民教授的悉心指导下完成的,陈老师诲人不倦、对工作认真负责的精神,以及广博的知识使我受益匪浅,在此表示衷心的感谢!

实验过程,我还得到了同学们的许多帮助,在此也向他们表示衷心的感谢!

在此还要感谢我的父母亲,正是他们的无私的爱及无微不至的给予,才能让我更加专心的完成我的实验及论文。

四年的大学本科生活即将结束,能在充实与收获颇多的论文创作期间为我的大学画上圆满的句号,再次向所有帮助我的老师、家人和朋友道声感谢!

苯丙乳液的合成和内墙乳胶漆的制备

应用化学专业项目实训报告苯丙乳液的合成和墙乳胶漆的制备

一、实训目的 1)掌握乳液聚合的基本操作,制备苯丙乳液; 2)学习水溶性涂料的基本知识,掌握设计涂料配方的方法; 3)掌握墙乳胶漆的制备方法和生产工艺流程; 4)掌握墙乳胶漆性能检测方法。 二、实训原理 1.苯丙乳液的合成 树脂以微细粒子团(0.1~2.0微米)的形式分散在水中形成的乳液称为乳胶。乳胶可分为分散乳胶和聚合乳胶两种。而在乳化剂存在下靠机械的强力搅拌使树脂分散在水中而制成的乳液称为分散乳胶。由乙烯基类单体按乳液聚合工艺制得的乳胶称为聚合乳胶,用于制取水性涂料的聚合乳胶主要有醋酸乙烯乳胶、丙烯酸酯乳胶、苯丙乳胶以及醋酸乙烯和丙烯酸单体共聚的乙丙乳胶。 乳液聚合是以水为连续相(分散剂),在表面活性剂(乳化剂)存在下,使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒部(即表面活性剂形成的胶束作为微反应器),制备高分子材料的一种方法。目前,因为在世界围采用乳液聚合法制备大量的、各种类型的乳液聚合物和聚合物乳液产品,因此乳液聚合被广泛应用于各个技术领域,成为不可缺少的材料或工作物质。特别是人们环境保护意识的加强,乳液聚合技术己成为制各“环境友好材料”的主要方法。在工业生产中有多种用途: (1)用乳液聚合法可大量生产合成橡胶如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等。 (2)用乳液聚合法生产合成塑料、合成树脂。如聚氯乙烯树脂、ABS树脂、聚四氯乙烯树脂、聚烯酸树脂等。 (3)用乳液聚合生产各种用途的聚合物乳液,如各种粘合剂(聚醋酸乙烯脂乳液一白胶等)、涂料(如建筑涂料、金属涂料、木制器涂装涂料等)。 乳液聚合技术较本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合相比较,有许多重要特点、优点,既可制备高分子量的聚合物,又有高的聚合反应速率。反应体系易散热,有利于聚合反应的控制。生产设备和工艺简单,操作方便,灵活性大,代表了环境保护技术的发展方向,很多场合下,聚合物乳液可直接利用。因此,近年来乳

苯丙乳液配方及原理精编版

苯丙乳液配方及原理公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

苯丙乳液生产配方 苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体乳化共聚而得。乳白色液体,带蓝光。苯丙乳液附着力好,胶膜透明,耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好,是水性涂料,地毯胶,工艺胶的主要成分,市场需求量非常大。 一、基本配方(按照1000公斤投料): 1、苯乙烯:218.8kg 2、丙烯酸丁酯:238.4kg 3、甲基丙烯酸甲酯:19.56kg 4、甲基丙烯酸:9.64kg 5、保护胶体(聚甲基丙烯酸钠):8.36kg 6、乳化剂OS(烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐):18.85kg 7、碳酸氢钠:0.5kg 8、过硫酸铵:2.4kg 9、去离子水:499kg 二、操作工艺 1、预乳化和配料 (1)在预乳化釜内分别加入去离子水191kg,碳酸氢钠0.5kg,乳化剂OS18.85kg,混合单体(甲基丙烯酸:9.64kg;苯乙烯:218.8kg; 并烯酸丁酯:238.4kg,甲基丙烯酸甲酯:19.56kg),进行预乳 化,得到稳定的预乳化液。 (2)将过硫酸铵2.4kg加入去离子水64kg,配成引发剂溶液,备用。

(3)保护胶体(聚甲基丙烯酸钠)8.36kg加入去离子水44kg,配成保护胶体溶液,备用。 2、聚合 在聚合釜内分别加入去离子水200kg,保护胶体溶液,预乳液60kg,待70摄氏度左右时加入引发剂溶液30kg,在80摄氏度左右引发聚合,进行种子乳液聚合,可观察到釜底乳液泛蓝光。保温10min后,开始滴加剩余的预乳液和引发剂溶液。滴加时维持聚合反应温度84-86摄氏度。滴完后保温1小时。 3、出料包装 冷却到30摄氏度以下,出料用120目滤布过滤,即为苯丙乳液产品。 三、产品主要指标: 1、固含量:48.5% 2、PH值:5.5-6.5 3、粘度(涂-4℃.S.17℃)值:17 苯丙乳液的制备 一、实验目的: 1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法; 2、了解目标乳合物的设计原理。 二、实验原理(概述): 乳液聚合是以水为连续相(分散剂),在表面活性剂(乳化剂)存在下,使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒内部(即表面活性剂形成的胶束作为微反应器),制备高分子材料的一种方法。

苯丙乳液BC-01

苯丙乳液BC-01 一、组成:本品系苯乙烯与甲基丙烯酸酯多元共聚而成的阴非离子型乳液。 二、性能与用途 本品是在BC-01的基础上,加以改进提高的一个新品种,各项性能优于BC-01,适合于外墙涂料、真石涂料、浮雕涂料、透明防水涂料等各种建筑涂料的底涂、面涂、使用。耐老化可达10年以上。 三、技术指标 苯丙乳液TC-01 一、组成:本品系苯乙烯与甲基丙烯酸酯多元共聚而成的阴非离子型乳液。 二、性能与用途 本品是在BC-01的基础上,加以改进提高的一个新品种,各项性能优于BC-01,适合于外墙涂料、真石涂料、浮雕涂料、透明防水涂料等各种建筑涂料的底涂、面涂、使用。耐老化可达10年以上。 光亮耐水苯丙乳液TC-02 一、组成:本品系少量苯乙烯和多种(甲基)丙烯酸酯及进口助剂特殊工艺聚合而成的乳液。 二、性能与用途 TC-02是近期从国外引进先进技术,聚合而成,其特点是采用新的聚合方法及进口助剂,使乳液成膜后光泽更加丰满,耐水性能大大提高,耐候性能、耐老化性能、耐碱性能高于纯丙乳液且价位较低,是较有前途的品种。同样的用量可使外墙涂料大大延长其使用寿命。

三、性能指标: 纯丙乳液 一、组成:本品系有多元丙烯酸酯共聚而成的阴离子型树脂乳液。 二、性能及用途 该乳液涂膜物理性能十分优异,耐水性、耐酸碱性等化学物质的腐蚀性和耐紫外线的降解性能等十分优良,经室外长期曝晒,其涂膜仍保持良好的光泽度,显示出优越的耐风化性、耐候性、耐污染性和耐粉化性等;另一个突出的优点是不使用外增塑剂,因耐不存在因为外增塑剂逸失耐使涂膜变脆的问题,此外,由于粒径很细,因而成膜后涂膜的光泽度高,透明性好,不仅配制出光泽度很高的有光内外墙乳胶漆、瓦面漆、仿真石漆、水性装饰漆等,还常用做水性木器底漆和面漆。 硅丙乳液 一、组成:本品系(甲基)丙烯酸酯与进口有机硅单体共聚而成的阴非离子型乳液。 二、性能与用途 本品以纯(甲基)丙烯酸酯与有机硅单体采用多元共聚而成的乳液,具有极高的附着力,渗透力,光泽度高,抗紫外线,抗沾污,粘连性好,高耐水,高耐候(耐候性可达十五年之久),非常适合制作高层建筑外墙乳胶漆。高光罩面漆,真石漆、罩光剂、瓦面漆、水性木器漆、透明防水剂等高档涂料,性能可与氟碳涂

苯丙乳液的合成及其改性

广州大学化学化工学院 本科学生综合性、设计性实验报 告 实验课程高分子合成实验 实验项目苯丙乳液的合成及其改性 专业应用化学班级10应化 学号73 姓名邓亚中 指导教师宋建华 开课学期2012 至2013 学年 2 学期时间2013 年 5 月9 日

反应就终止了,这称为第三阶段。 乳液聚合技术重要的特征为分隔效应,即聚合增长中心被分隔在为数众多的聚合场所内, 这一特征使得乳液聚合过程具有较高的聚合速度以及产物分子量高等优点, 同时还使生产工艺乃至产品结构和性能易于控制和调整,通过聚合工艺来实现聚合物结构和性能的优化。 乳液聚合方法及聚合产物也存在自身的缺点。例如,自由基碎片及乳化剞的存在使得乳液聚合产物不能高于高纯领域;与本体聚合相比,乳液聚合的反应器有效容积量由于分散介质的存在而被降低。 (2)本课题的聚合机理:使用含乙烯基的有机硅烷改性苯丙乳液,是直接利用乙烯基有机硅氧烷单体中的双键和苯丙乳液单体进行自由基聚合,其分子结构较小,相对聚有机硅氧烷大单体来说更容易与苯丙乳液共聚,因此使用较少的用量就可以达到改性要求。乙烯基三乙氧基硅烷(VTES )对苯丙乳液进行改性,一方面可通过烷氧基的水解缩合反应形成交联结构,提高共聚物的强度,改进性能;另一方面, 共聚物中未反应完的 Si-OH 基可与无机基材表面的羟基等作用,形成氢键或化学键,提高与被粘表面的粘接强度。 3.实验装置与材料 (1)实验设备 三口烧瓶、冷凝管、恒压滴液漏斗、电动搅拌器、恒温浴、温度计、玻璃棒、烧杯、分析天平 (2)实验药品 设备装置图 药品名称 分子量 规格 用量 苯丙乳液 苯丙乳液改 性 十二烷基硫 酸钠 1.7g 3.4g JS86 1.7g 3.4g 丙烯酸 甲基丙烯酸 甲酯 丙烯酸丁酯 苯乙烯 氨水 -- -- 适量 适量 有机硅 (KH-570) -- -- -- 乙二醇 -- 过硫酸钾 1.5g 1.5g

苯丙乳液的合成及其改性

广州大学化学化工学院 令狐采学 本科学生综合性、设计性实验报告实验课程高分子合成实验 实验项目苯丙乳液的合成及其改性 专业应用化学班级 10应化 学号 1005100073 姓名邓亚中 指导教师宋建华 开课学期 2012 至 2013 学年 2 学期时间2013 年 5 月 9 日 一、实验方案设计

使表面活性剂的分配不平衡,导致溶解在水相中的表面活性剂移过来,胶束中的进入水中,以建立新的平衡。 随着聚合反应的行进,胶束最终全部消失。从此时起不再有在胶束内形成的聚合物了。这就是说,反应体系中的聚合物颗粒数从此开始恒定了。这称为第一阶段。 在这阶段以后,聚合反应的速度就受控于单体从单体液滴经水相移向成长中聚合物颗粒的速度了,在这阶段中,总的反应速度是加速的,因为成长中的聚合物颗粒是在不断地增加着的。 随着自由基不断地在水相中产生,低聚物自由基也不断地产生,不断进入聚合物颗粒。如果进入的是一个正在链增长的聚合物颗 1粒,由于自由基的高反应性,那么两个自由基相互反应会立即使链终止,待另一个低聚自由基再次进入后使链增长重新开始。这样,从整个体系统计地说,有一半颗粒处于链增长状态,另一半处于链终止状态。这样反复地进行,直至液滴中单体耗尽,这称为第二阶段。在这阶段中由于颗粒数基本上是恒定的,所以反应速度也基本上是恒定。 液滴中单体耗尽后,聚合反应只在残存于聚合物颗粒中的单体上进行,而这些单体也逐渐减少,所以反应速度就逐渐减慢了,直至这些单体耗尽,于是聚合反应就终止了,这称为第三阶段。 乳液聚合技术重要的特征为分隔效应,即聚合增长中心被分隔在为数众多的聚合场所内, 这一特征使得乳液聚合过程具有较高的聚合速度以及产物分子量高等优点, 同时还使生产工艺乃至产品结构和性能易于控制和调整,通过聚合工艺来实现聚合物结构和性能的优化。 乳液聚合方法及聚合产物也存在自身的缺点。例如,自由基碎片及乳化剞的存在使得乳液聚合产物不能高于高纯领域;与本体聚合相比,乳液聚合的反应器有效容积量由于分散介质的存在而被降低。 (2)本课题的聚合机理:使用含乙烯基的有机硅烷改性苯丙乳液,是直接利用乙烯基有机硅氧烷单体中的双键和苯丙乳液单体进行自由基聚合,其分子结构较小,相对聚有机硅氧烷大单体来说更容易与苯丙乳液共聚,因此使用较少的用量就可以达到改性要求。乙烯基三乙氧基硅烷(VTES )对苯丙乳液进行改性,一方面可通过烷氧基的水解缩合反应形成交联结构,提高共聚物的强度,改进性能;另一方面, 共聚物中未反应完的 Si-OH 基可与无机基材表面的羟基等作用,形成氢键或化学键,提高与被粘表面的粘接强度。 3.实验装置与材料 (1)实验设备 三口烧瓶、冷凝管、恒压滴液漏斗、电动搅拌器、恒温浴、温度计、玻璃棒、烧杯、分析天平 (2)实验药品 设备装置图 药品名称 分子量 规格 用量 苯丙乳液 苯丙乳液改性 十二烷基硫 酸钠 288.38 A.R 1.7g 3.4g JS86 1.7g 3.4g 丙烯酸 1.4ml 1.4ml 甲基丙烯酸 甲酯 6.6ml 6.6ml 丙烯酸丁酯 128.17 A.R 15.6ml 15.6ml 苯乙烯 104.14 A.R 15.7ml 15.7ml 氨水 -- -- 适量 适量 有机硅 (KH-570) -- -- -- 1.44ml 乙二醇 62.07 A.R -- 0.4ml 过硫酸钾 170.32 A.R 1.5g 1.5g

苯丙乳液的制备

苯丙乳液的制备 一、实验目的: 1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法; 2、了解目标乳合物的设计原理。 二、实验原理(概述): 乳液聚合是以水为连续相(分散剂),在表面活性剂(乳化剂)存在下,使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒内部(即表面活性剂形成的胶束作为微反应器),制备高分子材料的一种方法。目前,因为在世界范围内采用乳液聚合法制备大量的、各种类型的乳液聚合物和聚合物乳液产品,因此乳液聚合被广泛应用于各个技术领域,成为不可缺少的材料或工作物质。特别是人们环境保护意识的加强,乳液聚合技术已成为制备“环境友好材料”的主要方法。在工业生产中有多种用途: (1)用乳液聚合法可大量生产合成橡胶如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等。 (2)用乳液聚合法生产合成塑料、合成树脂。如聚氯乙烯树脂、ABS树脂、聚四氯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂等。 (3)用乳液聚合生产各种用途的聚合物乳液,如各种粘合剂(聚醋酸乙烯脂乳液—白胶等)、涂料(如建筑涂料、金属涂料、木制器涂装涂料等)。 乳液聚合技术较本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合相比较,有许多重要特点、优点,既可制备高分子量的聚合物,又有高的聚合反应速率。反应体系易散热,有利于聚合反应的控制。生产设备和工艺简单,操作方便,灵活性大,代表了环境保护技术的发展方向,很多场合下,聚合物乳液可直接利用。因此,近年来乳液聚合技术发展很快,特别是在聚合技术上派生、发展了多种新技术、新方法。 乳液聚合体系主要有四大组分:单体、分散介层(水)、乳化剂、引发剂,其次还有用了pH调节并改善乳液流动性的电解层,pH调节用的中和剂等。依据反应单体与反应性质,来选用不同的乳化剂。乳化剂是决定乳液稳定性的最主要因素,对反应速率、乳液粘度、胶粒尺寸等也有很主要的作用。乳化剂的选择除单体要求的种类外,一般以体系要求的HLB 值决定其配比和用量,而且多以非离子型与离子型乳化剂复配,常用的乳化剂如下:用于乳液聚合的引发剂主要是以过氧化氢为母体的衍生物,如过硫酸铵(NH4)2S2O8、过硫酸钾K2S2O8、有机过氧化氢,对某些体系,还可采用其他热分解引发剂如芳基偶氮氨基化合物等。 经典的乳液聚合物工艺的定性理论(用以描述乳液聚合体系中各种物料所处的状态及它们之间的相互影响、相互作用和相互转化规律)将乳液聚合过程分为四个阶段:

苯丙乳液配方及原理

苯丙乳液配方及原理 Revised by Petrel at 2021

苯丙乳液生产配方苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体乳化共聚而得。乳白色液体,带蓝光。苯丙乳液附着力好,胶膜透明,耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好,是水性涂料,地毯胶,工艺胶的主要成分,市场需求量非常大。 一、基本配方(按照1000公斤投料): 1、苯乙烯:218.8kg 2、丙烯酸丁酯:238.4kg 3、甲基丙烯酸甲酯:19.56kg 4、甲基丙烯酸:9.64kg 5、保护胶体(聚甲基丙烯酸钠):8.36kg 6、乳化剂OS(烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐):18.85kg 7、碳酸氢钠:0.5kg 8、过硫酸铵:2.4kg 9、去离子水:499kg 二、操作工艺 1、预乳化和配料 (1)在预乳化釜内分别加入去离子水191kg,碳酸氢钠0.5kg,乳化剂OS18.85kg,混合单体(甲基丙烯酸:9.64kg;苯乙烯: 218.8kg;并烯酸丁酯:238.4kg,甲基丙烯酸甲酯:19.56kg), 进行预乳化,得到稳定的预乳化液。 (2)将过硫酸铵2.4kg加入去离子水64kg,配成引发剂溶液,备用。

(3)保护胶体(聚甲基丙烯酸钠)8.36kg加入去离子水44kg,配成保护胶体溶液,备用。 2、聚合 在聚合釜内分别加入去离子水200kg,保护胶体溶液,预乳液60kg,待70摄氏度左右时加入引发剂溶液30kg,在80摄氏度左右引发聚合,进 行种子乳液聚合,可观察到釜底乳液泛蓝光。保温10min后,开始滴加剩余的预乳液和引发剂溶液。滴加时维持聚合反应温度84-86摄氏度。 滴完后保温1小时。 3、出料包装 冷却到30摄氏度以下,出料用120目滤布过滤,即为苯丙乳液产品。 三、产品主要指标: 1、固含量:48.5% 2、PH值:5.5-6.5 3、粘度(涂-4℃.S.17℃)值:17 苯丙乳液的制备 一、实验目的: 1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法; 2、了解目标乳合物的设计原理。 二、实验原理(概述): 乳液聚合是以水为连续相(分散剂),在表面活性剂(乳化剂)存在下,使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒内部(即表面活性剂形成的胶束作为微反应器),制备高分子材料的一种方法。 目前,因为在世界范围内采用乳液聚合法制备大量的、各种类型的乳液聚合物和聚合物乳液产品,因此乳液聚合被广泛应用于各个技术领域,成为不可缺少的材料或工作物质。特别是人们环境保护意识的加强,乳液聚合技术已成为制备“环境友好材料”的主要方法。在工业生产中有多种用途: (1)用乳液聚合法可大量生产合成橡胶如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等。(2)用乳液聚合法生产合成塑料、合成树脂。如聚氯乙烯树脂、树脂、聚四氯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂等。 (3)用乳液聚合生产各种用途的聚合物乳液,如各种粘合剂(聚醋酸乙烯脂乳液—白胶等)、涂料(如建筑涂料、金属涂料、木制器涂装涂料等)。

苯丙乳液配方及原理

苯丙乳液生产配方 苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体乳化共聚而得。乳白色液体,带蓝光。苯丙乳液附着力好,胶膜透明,耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好,是水性涂料,地毯胶,工艺胶的主要成分,市场需求量非常大。 一、基本配方(按照1000公斤投料): 1、苯乙烯:218.8kg 2、丙烯酸丁酯:238.4kg 3、甲基丙烯酸甲酯:19.56kg 4、甲基丙烯酸:9.64kg 5、保护胶体(聚甲基丙烯酸钠):8.36kg 6、乳化剂OS(烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐):18.85kg 7、碳酸氢钠:0.5kg 8、过硫酸铵:2.4kg 9、去离子水:499kg 二、操作工艺 1、预乳化和配料 (1)在预乳化釜内分别加入去离子水191kg,碳酸氢钠0.5kg,乳化剂OS18.85kg,混合单体(甲基丙烯酸:9.64kg;苯乙烯:218.8kg; 并烯酸丁酯:238.4kg,甲基丙烯酸甲酯:19.56kg),进行预乳 化,得到稳定的预乳化液。 (2)将过硫酸铵2.4kg加入去离子水64kg,配成引发剂溶液,备用。 (3)保护胶体(聚甲基丙烯酸钠)8.36kg加入去离子水44kg,配成

保护胶体溶液,备用。 2、聚合 在聚合釜内分别加入去离子水200kg,保护胶体溶液,预乳液60kg,待70摄氏度左右时加入引发剂溶液30kg,在80摄氏度左右引发聚合,进行种子乳液聚合,可观察到釜底乳液泛蓝光。保温10min后,开始滴加剩余的预乳液和引发剂溶液。滴加时维持聚合反应温度84-86摄氏度。滴完后保温1小时。 3、出料包装 冷却到30摄氏度以下,出料用120目滤布过滤,即为苯丙乳液产品。 三、产品主要指标: 1、固含量:48.5% 2、PH值:5.5-6.5 3、粘度(涂-4℃.S.17℃)值:17 苯丙乳液的制备 一、实验目的: 1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法; ?2、了解目标乳合物的设计原理。 二、实验原理(概述): 乳液聚合是以水为连续相(分散剂),在表面活性剂(乳化剂)存在下,使聚合反应发生在由乳化剂形成的乳胶粒内部(即表面活性剂形成的胶束作为微反应器),制备高分子材料的一种方法。 目前,因为在世界范围内采用乳液聚合法制备大量的、各种类型的乳液聚合物和聚合物乳液产品,因此乳液聚合 被广泛应用于各个技术领域,成为不可缺少的材料或工作物质。特别是人们环境保护意识的加强,乳液聚合技术已成为制备“环境友好材料”的主要方法。在工业生产中有多种用途: ?(1)用乳液聚合法可大量生产合成橡胶如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等。 ?(2)用乳液聚合法生产合成塑料、合成树脂。如聚氯乙烯树脂、树脂、聚四氯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂等。(3)用乳液聚合生产各种用途的聚合物乳液,如各种粘合剂(聚醋酸乙烯脂乳液—白胶等)、涂料(如建筑涂料、金属涂料、木制器涂装涂料等)。 乳液聚合技术较本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合相比较,有许多重要特点、优点,既可制备高分子量的聚合物,又有高的聚合反应速率。反应体系易散热,有利于聚合反应的控制。生产设备和工艺简单,操作方便,灵活性大,代表了环境保护技术的发展方向,很多场合下,聚合物乳液可直接利用。因此,近年来乳液聚合技术发展很快,特别是在聚合技术上派生、发展了多种新技术、新方法。?

纺织乳液配方集

纺织乳液配方集 一、机构简介 北京雅科力研究所专业致力于水性乳液技术的研发和推广工作!本公司和各大乳液生产企业的技术人员有深入的合作,为广大乳液生产企业提供最优质、最全面的技术咨询工作。业务范围涉及:厂房设计施工、生产设备安装调试、配方优化升级、生产工艺优化、优质货源推荐等。欢迎来电咨询(一三一六一七六八三一三)! 推广的技术配方包括:网格布定型胶配方、水性复膜胶配方、压敏胶配方、单组份防水配方、保温砂浆配方、内墙涂料乳液配方、冷贴胶配方、干复胶配方、苯丙乳液配方、纯丙乳液技术、醋丙乳液技术、地毯胶配方、毛毡定型胶配方、增稠剂配方、缔合型增稠剂配方、印花粘合剂配方、丁苯胶乳技术、涂布纸乳液技术、保护膜胶水配方、涂料助剂生产技术等! 二、纺织乳液相关产品 醋丙玻纤定型胶配方 产品特性 本品系醋酸乙烯和多种丙烯酸酯及多种功能单体,经特殊工艺共聚而成的自交联乳液。专为玻纤网格布整理设计的品种,它与玻璃纤维有良好的润湿性,粘合力和回弹性良好。与色浆相容性好,浸渍后的网格布光泽好,网格布定型后有良好的强度,柔韧性好。 技术参数 外观:带蓝光乳白色液体;固含量:45%;PH:7-9;最低成膜温度:-20;机械稳定性优秀;钙离子稳定性良好。 备注:关于具体产品所需原材料、生产成本、生产设备、技术服务费用、合作方式等相关问题,请咨询相关工作人员。 醋丙网格布定型胶配方 产品特性 本品系醋酸乙烯和多种丙烯酸酯及多种功能单体,经特殊工艺共聚而成的自交联乳液。专为玻纤网格布整理设计的品种,它与玻璃纤维有良好的润湿性,粘合力和回弹性良好。与色浆相容性好,浸渍后的网格布光泽好,网格布定型后有良好的强度,柔韧性好。 技术参数 外观:带蓝光乳白色液体;固含量:45%;PH:7-9;最低成膜温度:-20;机械稳定性优秀;钙离子稳定性良好。 备注:关于具体产品所需原材料、生产成本、生产设备、技术服务费用、合作方式等相关问题,请咨询相关工作人员。 醋丙地毯定型胶配方 产品特性 本品系醋酸乙烯和多种丙烯酸酯及多种功能单体,经特殊工艺共聚而成的自交联乳液。专为玻纤网格布整理设计的品种,它与玻璃纤维有良好的润湿性,粘合力和回弹性良好。与色浆相容性好,浸渍后的网格布光泽好,网格布定型后有良好的强度,柔韧性好。 技术参数 外观:带蓝光乳白色液体;固含量:45%;PH:7-9;最低成膜温度:-20;机械稳定性优秀;

有机硅改性苯丙乳液的制备及其性能研究

有机硅改性苯丙乳液的制备及其性能研究 与我们所学苯丙乳液的制备的比较和讨论 我们所做实验是以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为原料来合成苯丙乳液;而我所介绍的实验是以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和乙烯基三乙氧基硅烷为原料合成有机改性苯丙乳液。以这两个实验作对比,讨论聚合工艺、聚合温度、乙烯基三乙氧基硅烷的加入量和加入方式、乳化剂用量和配比对乳液综合性能的影响。 苯乙烯/丙烯酸酯共聚乳液广泛用作建筑涂料、地面涂料、金属表面涂料、粘合剂和胶粘剂等。由于自身化学性质的影响,其涂膜的耐水性、耐候性、抗老化、拉伸强度等存在一定缺陷,使其应用受到一定得限制。有机硅具有优良的防水、耐高低温、耐紫外线和红外辐射、耐氧化降解等性能。有机硅改性苯丙乳液产生三维网状交联结构,可明显提高涂层的耐候性、耐水性、保光性、弹性和耐久性等,作为性能优越的建筑内外墙涂料及木器漆的基料受到人们的青睐,应用前景十分广阔。 一、硅苯丙共聚乳液的合成的聚合工艺 预乳化法——即先用复合乳化剂形成预乳化液,再把乙烯基三乙氧基硅烷(DB-151)混入剩余的预乳化液中;滴加单体法——将DB-151混入剩余的混合单体中;后加有机硅单体法——同样采用滴加单体法,

但DB-151是在其它单体滴完后再加入。 二、乳液的性能测试及结构表征 分别测定固含量、吸水率、钙离子稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性、贮存稳定性、黏度、单体转化率、红外光谱(IR)分析以及X 射线衍射(XRD)分析等来检验其各种性能和结构。 结果与讨论 ⑴聚合工艺对乳液主要性能指标的影响 表一看出,采用聚合工艺1、2时,乳液是我性能优于采用聚合工艺3时的性能。 ⑵反应温度对乳液性能的影响 反应温度对引发剂的引发效率、聚合速率、聚合物的摩尔质量影响较大。温度过高,引发剂速率快,聚合反应男与控制,会导致乳液爆聚,从而破坏乳液的稳定性;温度太低,则反应速度太慢。 表2采取聚合工艺2进行实验。

苯丙乳液的合成及其改性

大学化学化工学院 本科学生综合性、设计性实验报 告 实验课程高分子合成实验 实验项目苯丙乳液的合成及其改性 专业应用化学班级10应化 学号1005100073 邓亚中 指导教师宋建华 开课学期2012 至2013 学年 2 学期 时间2013 年 5 月9 日

一、实验方案设计

的用量就可以达到改性要求。乙烯基三乙氧基硅烷(VTES )对苯丙乳液进行改性,一方面可通过烷氧基的水解缩合反应形成交联结构,提高共聚物的强度,改进性能;另一方面, 共聚物中未反应完的 Si-OH 基可与无机基材表面的羟基等作用,形成氢键或化学键,提高与被粘表面的粘接强度。 3.实验装置与材料 (1)实验设备 三口烧瓶、冷凝管、恒压滴液漏斗、电动搅拌器、恒温浴、温度计、玻璃棒、烧杯、分析天平 (2)实验药品 设备装置图 药品名称 分子量 规格 用量 苯丙乳液 苯丙乳液改 性 十二烷基硫酸钠 288.38 A.R 1.7g 3.4g JS86 1.7g 3.4g 丙烯酸 1.4ml 1.4ml 甲基丙烯酸甲酯 6.6ml 6.6ml 丙烯酸丁酯 128.17 A.R 15.6ml 15.6ml 苯乙烯 104.14 A.R 15.7ml 15.7ml 氨水 -- -- 适量 适量 有机硅(KH-570) -- -- -- 1.44ml 乙二醇 62.07 A.R -- 0.4ml 过硫酸钾 170.32 A.R 1.5g 1.5g

4. 实验方法步骤及注意事项 (1)实验流程图 (2)实验详细步骤 a.苯丙乳液的合成: i.单体预乳化 在250ml三口烧瓶中,加入50ml水,1.7g十二烷基硫酸钠,1.7gJS86,搅拌溶解后在依次加入1.4ml丙烯酸,6.6ml甲基丙烯酸甲酯,15.6ml丙烯酸丁酯,15.7ml苯乙烯,室温下搅拌乳化30min。

乳胶漆特别配方

名称:普通内墙乳胶漆 配方表: 原料名称质量功用供应商 水168.19 乙二醇10.00助成膜剂 Oratan12887.24分散剂Rohm&Hass(美国罗门哈斯公司) Triton CF-10 1.80润湿剂DOW(美国陶氏化学联碳胶乳有限公司) Foamaster NXZ0.49消泡剂Henkel(德国汉高公司) San Nopco(日本诺普科助剂有限公司) 氨水(28%)0.78 Acrysol DR-10.50增稠剂Rohm&Hass(美国罗门哈斯公司) 锐钛型钛白粉54.00钛白粉 Jiaolin H-700320.00碳酸钙广东焦岭 Lithopone B-30160.00立德粉河北玉环化工有限公司 高岭土DB-8080.00高岭土山西金洋煅烧高岭土有限公司 滑石粉325目29.00滑石粉 AS-398100.00苯丙乳液Rohm&Hass(美国罗门哈斯公司) Texanol 4.80成膜助剂Eastman(美国伊士曼公司) Foamaster NXZ0.36消泡剂Henkel(德国汉高公司) San Nopco(日本诺普科助剂有限公司) Kathon LXE0.20防腐剂Rohm&Hass(美国罗门哈斯公司) 氨水(28%)0.98 Acrysol DR-1 6.60增稠剂Rohm&Hass(美国罗门哈斯公司) 水155.06 合计1000Kg 配方名称:高级内墙乳胶漆 配方表: 编号配方组成配比(公斤) 配比(公升) 1 去离子水100 2 杀菌剂1 3 分散剂4 4 PH调节剂 2 5 酯醇12 5 6 消泡剂1.5

7 防腐剂4 8 羟乙基纤维素5 8,9需预溶 9 乙二醇25 10 去离子水100 充分搅拌均匀 11 钛白粉250 12 无水硅酸铝200 高速分散15MIN 13 消泡剂1.5 14 去离子水90 15 苯丙乳液230 合计1020 指标及性能: 粘度KU,〉90; 不挥发物,〉54; PVC,60%; 密度,1.43 中高档内墙乳胶漆配方设计思路

苯丙乳液

高弹性苯丙乳液 苯丙乳液可广泛应用于涂料、粘合剂、造纸助剂等领域.在共聚乳液中引入苯乙烯单体,主要为了解决 丙烯酸乳液成本高、耐水性差等缺陷;苯丙乳液在耐水性、耐久性、强度等诸多方面有其优异性能.常用的聚合方法,由于苯乙烯单体的存在,使得苯丙乳液的韧性和弹性相对变低,直接影响了其实际应用.因此,改变苯丙乳液的伸长率,使之具有高弹性;提高乳液的韧性、粘结力等物理性能;并使之成本降低,扩大用途,正是本研究的目的所在. 本研究是通过核/壳共聚的途径,利用自生种子法合成出核具有内亲水、壳具有外疏水、内硬外软结构的高弹性苯丙乳液.由于具有异相结构,与一般无规共聚物、机械共混物相比有独特的优异性能.而在乳液中加入了功能单体,使乳液形成相互贯穿的网络结构.对乳液的耐水性、刚性、韧性又有所提高.本文探讨利用新方法制备苯丙乳液的基本过程,并对影响乳液性能的主要因素进行了讨论. 1实验 1.1实验用原料,见表1. 1.2乳液的制备 (1)核的预乳化:将一定量的乳化剂、功能单体以及去离子水加入到乳化器中,启动搅拌,并将一定量的St、BA、功能单体、HEMA滴入,在30℃高速搅拌30min. (2)壳的预乳化:将一定量的乳化剂及去离子水加入到乳化器中,启动搅拌,再将一定量的St、BA、HEMA滴入,在30℃高速搅拌30min.

(3)种子的制备:将一定量的核乳化单体加入反应器中,升温至85℃,并加入一定量的过硫酸钾水溶液,待外观蓝色时,再滴加剩余的核乳化单体,约1h滴完.(4)乳液的制备:在已形成的种子乳液中,滴加已乳化好的壳单体,在85℃,约2~3h滴完,并分次加入过硫酸钾水溶液,待滴加完壳单体后,将反应物温度升至90℃,加入少量氧化还原引发剂,并在90℃保温30min,降至室温,用氨水调乳液pH值为7.5左右,过滤出料. 1.3乳液主要性能的测定 固含量及稳定性:按GB/T12954-91方法进行测定.单体的转化率:采用质量分析法,将乳液样品加入到加有少量阻聚剂的已称量的称量瓶中,称量后放入烘箱中干燥至恒重.乳液的粒径:用消光法测定.吸水率:将乳液铺展在聚四氟乙烯板上,自然干燥成1mm左右厚度的薄膜,将其浸入25℃去离子水中,浸泡48h,计算出吸水率.乳液的延伸率的测定:将乳液铺展在聚四氟乙烯板上自然干燥成1mm左右厚度的薄膜,小心剥离并截成哑铃状,在X-2500型材料试验机上按JC/T684-2000方法测其拉伸强度和延伸率. 2讨论 2.1引发剂对乳液性能的影响 传统苯丙乳液合成时,一般均采用过硫酸盐作为引发剂,其加量为单体的0.6%左右,转化率可达95%左右,引发剂用量的增大,使单体的转化率提高,同时也导致乳液凝聚率降低,乳液的粘度增大,并使乳液粒径增大,反应稳定性变差.通过在反应后期加入少量氧化还原引发剂,在降低过硫酸盐用量的同时,使其转化率有了很大的提高.通过实验可知,单纯使用过硫酸盐制备高弹性苯丙乳液,乳液气味大、单体残留大、转化率低,为了能得到粒径小,转化率高的高弹性苯丙乳液,在反应后期加入了少量的氧化-还原引发剂,大大降低了生成自由基活化能,提高了反应速率.当过硫酸盐用量为单体的0.3%,而氧化-还原引发剂用量为0.2%时,乳液较为细腻,转化率可达98%以上. 2.2乳化剂对乳液性能的影响 乳化剂类型的选择和用量的确定是决定高弹性苯丙乳液体系稳定性和耐水性的重要因素之一,通过试验证明,当加入一定量的复合型乳化剂时,不仅对单体的乳化效果好,而且乳液具有较好稳定性和耐水性,根据Smith和Ewart理论,体系中乳胶粒数目N与乳化剂总表面积λs·S、自由基形成速率ρ、聚合物乳胶体积增加速率μ有如下关系: N=K(ρ/μ)(e2/5)(λs·S)(e3/5) 式中,K为常数,S为乳化剂浓度该公式表明,乳化剂浓度(S)的大小,不仅关系到形成胶束的多少,也直接影响乳胶粒的粒径.当乳化剂浓度低时,仅部分乳胶表面被乳化剂分子覆盖,在这样的条件下乳胶粒易发生自聚结,由小乳液粒子生成大乳胶粒.轻则会降低收率,影响产品质量;严重时则发生凝聚.

丙烯酸酯的乳液合成方法

丙烯酸酯的乳液合成 一、实验目的 1.了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线; 2.理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理; 二、实验原理 在乳液聚合过程中,乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因其具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,会产生絮凝作用,极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。 聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性,它不仅降低单体的有效利用率,增加聚合装置的停机时间和处理的费用,而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性,污染环境。 目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。 乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系,则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数,乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高,可有效地降低表面张力,胶束和乳胶粒子尺寸小,机械稳定性好,但由于其离子特性对电解质比较敏感;非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性,但机械稳定性不好,对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定,而非离子型乳化剂主要靠水化,两种乳化剂复合使用时,两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面上,既使乳胶粒间有很大的静电斥力,又在乳胶粒表面形成很厚的水化层,二者双重作用的结果可使聚合物乳液稳定性大大提高。目前乳液聚合体系多采用阴离子型与非离子型复配乳化体系,所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和稳定性好的特点。 引发剂对整个聚合过程起差重要的作用,不同的引发剂制得的聚合物具有不同的分子结构及性能。乳液聚合引发剂分为两类:受热分解产生自由基的引发剂(如过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS、过氧化氢等无机过氧化物);有机过氧化物和还原剂组合可构成另一类引发剂。丙烯酸酯类共聚物乳液聚合体系中的引发剂多为水性的过硫酸盐,常用的有APS、KPS及NPS等。较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%,当引发剂用量为0.2%~0.4%时,制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小,并且稳定性好。

苯丙乳液生产配方

苯丙乳液生产配方 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

苯丙乳液生产配方 苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。乳白色液体,带蓝光。苯丙乳液附着力好,胶膜透明,耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好,是水性涂料,地毯胶,工艺胶的主要成分,市场需求量非常大。 一、基本配方(按照1000公斤投料): 1.苯乙烯:218.8公斤 2.丙烯酸丁酯:238.4公斤 3.甲基丙烯酸甲酯:19.56公斤 4.甲基丙烯酸:9.64公斤 5.保护胶体(聚甲基丙烯酸钠):8.36公斤 6.乳化剂OS(烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐):18.85公斤 7.碳酸氢钠:0.5公斤 8.过硫酸铵:2.4公斤 9.去离子水:499公斤 二、操作工艺 1预乳化和配料 (1)在预乳化釜内分别加入去离子水191公斤,碳酸氢钠0.5公斤,乳化剂OS:18.85公斤,混合单体(甲基丙烯酸:9.64公斤;苯乙烯:218.8公斤;丙烯酸丁酯:238.4公斤;甲基丙烯酸甲酯:19.56公斤),进行预乳化,得到稳定的预乳液。 (2)将过硫酸铵2.4公斤加入去离子水64公斤,配成引发剂溶液,备用。

(3)保护胶体(聚甲基丙烯酸钠)8.36公斤加入去离子水44公斤,配成保护胶体溶液,备用。 2聚合 在聚合釜内分别加入去离子水200公斤,保护胶体溶液,预乳液60公斤,待70℃左右时加入引发剂溶液30公斤,在80℃时左右引发聚合,进行种子乳液聚合,可观察到釜底乳液泛蓝光。保温10分钟后,开始滴加剩余的预乳液和引发剂溶液。滴加时维持聚合反应温度84-86°C左右。滴完后保温1小时。 3出料包装 冷却到30°C以下,出料用120目滤布过滤,即为苯丙乳液产品。 三、产品主要指标: 1.固含量:48.5% 2.pH值:5.5-6.5 3.粘度(涂-4°C杯.s.17°C)值:17。

苯丙乳液

1.EPS的溶解:在三口瓶中置入 25.2g丙烯酸丁酯(BA)、 1.8g丙烯酸(AA)于烧瓶中, 在常温下逐步(缓慢投入)加入 9.0g发泡聚苯乙烯(EPS)至完全溶解, 完全得到透明、粘度较大的溶液; 2.乳化:向上述溶液中加 1.3g十二烷基苯磺酸钠(SDBS),完全溶解后 加入1.7gOP-10, 再分别加入5%NaHCO3水溶液2.5mL、 5%聚乙烯醇水溶液1.8g、 正十二烷基硫醇0.36g, 开始快速搅拌并逐步升温至30oC, 得到均相物时,搅拌下逐步缓慢加入40mL水, 继续搅拌半小时得到白色乳液; 3.聚合: 上述乳液逐步升温至50oC, 并向其中加入1.08g过硫酸钾并搅拌溶解, 将0.45g亚硫酸氢钠溶于20mL水中置于滴液漏斗中, 搅拌下缓慢滴加亚硫酸氢钠溶液,进行聚合反应, 时间滴加控制在30min以内, 滴完后观察乳液变化,引发后(有温升现象)计时开始,反应三个小时后结束反应。

配方.改性.交联.乳液分散.涂料制备. 综述 一.聚苯乙烯泡沫塑料简介 1.定义 聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体,加入发泡剂等添加剂制成,它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构,吸水性小,有优良的抗水性;密度小,一般为0.015~0.03;机械强度好,缓冲性能优异;加工性好,易于模塑成型;着色性好,温度适应性强,抗放射性优异等优点,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。 2.用途 聚苯乙烯泡沫塑料广泛用于各种精密仪器、仪表、家用电器等的缓冲包装,也可用其直接制成杯、盘、盒等包装容器来包装物品,在特殊凿井法施工(冻结法施工复合井壁)中应用较广,机械强度好,缓冲性能优异;加工性好,易于模塑成型;着色性好,温度适应性强,抗放射性优异等优点。 3.回收处理方法 聚苯乙烯泡沫塑料回收利用主要途径有:减容后造粒,粉碎后用作各种填充材料,裂解制油或回收苯乙烯和其他。 (1)减容后造粒:聚苯乙烯泡沫塑料可熔融挤出造粒制成再生粒料,但因此体积庞大,大便运输,通常在回收时先需减容。方法有机械法,溶剂法和加热法。 (2)粉碎后用作填料:聚苯乙烯泡沫塑料制品经粉碎后可用作填料,制成各种制品。 ①重新模塑成泡沫塑料制品②混凝土复合板制品 ③石膏夹芯砖④用作沥青增强剂 ⑤用作土壤改性剂

水性涂料用苯丙乳液的合成

目录 1.前言 (1) 1.1水性涂料的概述 (1) 1.1.1 水性涂料的历史地位 (1) 1.1.2 水性涂料的发展史 (1) 1.1.3水性涂料的分类 (2) 1.2苯丙乳液的研究进展 (2) 1.2.1 苯丙乳液乳化剂体系研究进展 (2) 1.2.2 苯丙乳液引发剂体系研究进展 (2) 1.2.3 苯丙乳液的改性及功能单体的引入 (2) 1.2.4 苯丙乳液聚合工艺研究进展 (3) 1.2.5 苯丙乳液乳胶粒子设计研究进展 (3) 1.2.6 其他新型乳液聚合技术的应用 (3) 1.3苯丙乳液的性能指标及其影响因素 (3) 1. 3. 1 苯丙乳液的性能指标 (3) 1. 3. 2苯丙乳液性能的影响因素 (3) 1.4本文研究的目的意义及主要内容 (4) 2.实验 (4) 2.1试剂与仪器 (4) 2.2乳液聚合工艺 (5) 2.2.1 单体预乳化 (5) 2.2.2 聚合 (5) 2.3乳液性能测定 (5) 2.3.1 pH值测定 (5) 2.3.1 粘度测定 (5) 2.3.3 固含量测定 (5) 2.3.4 Ca2+稳定性测定 (6) 2.3.6 转化率测定 (6) 2.3.6 吸水率测定 (6) 3.结果与讨论 (6) 3.1单体类型及其配比对乳液性能的影响 (6) 3.2乳化剂类型对乳液性能的影响 (7) 3.3乳化剂用量及配比的影响 (7) 3.4引发剂用量的影响 (8) 3.5AA用量对乳液性能的影响 (9) 3.6反应温度及反应时间 (9) 3.7加料方式的影响 (9) 4.结论 (9) 参考文献 (12) 致谢: (13)

1.前言 1.1 水性涂料的概述 1.1.1 水性涂料的历史地位 传统的溶剂型涂料含有大量的挥发性有机溶剂(VOC),在使用过程中排入大气,会破坏环境危害人们健康,同时也浪费资源和能源,所以不排放VOC或排放量严格限制在规定以下的涂料可称为“环保涂料”。目前,一般将水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料及辐射固化涂料称为环保涂料[1]。近年来,随环保意识的不断加强和环保法的日益完善,对VOC向大气的排放量限制越来越严格,加之对地球有限资源和能源的重视,使得水性涂料在全球涂料市场成为持续热点。涂料生产从依赖有机溶剂、天然树脂发展到无溶剂涂料和水性涂料。表1-1是2010年前世界工业涂料的构成,从表中可以看出水性涂料在各类涂料中的比例正在逐年递增[2]。 表 1-1 2010年前世界工业涂料的构成(%) Table 1-1 2010,the composition of the world,s industrial coatings(%) 涂料品种 1995年 2000年 2005年 2010年 低固体分涂料 39.5 30.5 15.0 7.0 高固体分涂料 12.5 12.0 10.0 8.5 电泳涂料 8.5 10.0 15.5 17.0 其他水性涂料 14.0 16.0 19.9 22.5 粉末涂料 8.0 12.0 17.5 20.0 辐射固化涂料 3.5 4.5 6.5 7.5 1.1.2 水性涂料的发展史 中国是世界上使用天然树脂作为成膜物质的涂料大漆最早的国家,在公元220年前,大漆使用技术已成熟,早期的画家使用的矿物颜料就是水性涂料。1855年英国人帕克斯A 取得了用硝酸纤维素(硝化棉)制造涂料的专利权,建立了第一个涂料厂,1925年硝基漆的生产达到高潮。一战后,在乙炔工业发展较早的加拿大,首先发展了乳胶漆,主要在建筑方面试用并很快得到了正式使用,从1945年开始,这种产品的产量急剧增长。在1953-1954年前后酯共聚物乳液也开始使用。醋酸乙烯酯与丙烯酸酯的共聚物,在二次大战中德国已经有所研究。纯丙烯酸乳,从20世纪50年代年代开始,在欧洲和美国就已有销售, 进入60年代,在所发展的乳状液中,突出的是醋酸乙烯酯乙烯。70年代以来,水性涂料,特别是乳胶漆,作为代油产品越来越引起人们的重视。一些先进国家正以惊人的速度发展,近十多年来乳胶漆的年消费量仍以8%-9%的速度增长。90年代中期以日本立邦为首的多国大型涂料公司进入我国市场,真正揭开了现代水性新篇章[3]。

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