乳液聚合乳液聚合机理讲稿.pptx

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1、乳液聚合乳液聚合机理乳液聚合乳液聚合机理第一页，讲稿共四十三页哦主要内容主要内容本幻灯片主要讲述乳液聚合所涉及到的反应机理及反应具体发生过程。一：概述二：乳液聚合机理三：乳液聚合技术进展四：乳液聚合的工业合成五：乳液应用第二页，讲稿共四十三页哦乳液聚合中的一些重要基础性概念乳液聚合(Emulsion Polymerization)：是单体在水中由乳化剂分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。分散剂：分散剂大致可分为两类：（1）水溶性有机高分子物水溶性有机高分子物，作用机理主要是吸咐在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护作用，同

2、时还使表面（或界面）张力降低，有利于液滴分散。（2）不溶于水的无机粉末不溶于水的无机粉末，作用机理是细粉吸咐在液滴表面，起着机械隔离机械隔离的作用。乳化剂(Emulsifier)：具有乳化作用的物质称为。常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用有：（1）降低表面张力，使单体乳化成微小液滴，（2）在液滴表面形成保护层，防止凝聚，使乳液稳定，（3）更为重要的作用是超过某一临界浓度之后，乳化剂分子聚集成胶束，成为引发聚合的场所。第三页，讲稿共四十三页哦临界胶束浓度(critical micelle concentration)：是指在定温度下，乳化剂能够形成胶束的最低浓度。CMC值越值越小的乳化

3、剂的乳化能力越强小的乳化剂的乳化能力越强。当乳化剂浓度超过临界浓度（CMC）以后，一部分乳化剂分子聚集在一起，乳化剂的疏水基团伸身胶束内部，亲水基伸向水层的一种状态。亲水亲油平衡值（HLB）( Value of Hydrophile Lipophile Balance)：该值用来衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献，该值的大小表表亲水性的大小。三相平衡点：是指阴离子型乳化剂在水中能够以单个分子状态、胶束、凝胶（未完全溶解的乳化剂）三种状态稳定存在的最低温度。必须选择三相平衡点低于聚合温度的乳化剂。浊点：（cloud point）是指非离子型乳化剂（如聚乙烯醇）具有乳化作用的最高温度

4、。必须选择浊点高于聚合反应温度的乳化剂。第四页，讲稿共四十三页哦胶束增溶现象（micelle solubilization）：由于乳化剂的存在增加了难溶单体在水中溶解度的现象。胶束成核(Micellar Nucleation)：在经典的乳液聚合体系中，相对于单体液滴，胶束的表面积大，更有利于捕捉水相中的初级自由基和短链自由基初级自由基和短链自由基，自由基进入胶束，引发其中单体聚合，形成活性种，这就是所谓的胶束成核。均相成核(Homogeneous Necleation)：又称水相成核，当选用水溶性较大的单体，溶于水的单体被引发聚合成的短链自由基将含有较多的单体单元，并有相当的亲水性，水相中多条

5、这样较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核絮凝成核，以此为核心，单体不断扩散入内，聚合成乳胶粒，这个过程即为均相成核。第五页，讲稿共四十三页哦1 概述完善性乳液聚合定义完善性乳液聚合定义：乳液聚合是在用水或其它液体做介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。与其它聚合方法相比，在乳液聚合中，聚合速率和分子量可以同时提高。普通乳液聚合粒径约为0.050.15m，远比乳液中单体液滴（110m）小，比常见悬浮聚合物的粒径（502000m）更要小得多，如果将悬浮聚合中的一个单体珠滴比作一个10m直径的大球，那么乳液粒仅像

6、一个绿豆粒那么大。传统经典乳液聚合体系由四大部分组成，以单体100份（质量）为基准，水约150250，乳化剂25，引发剂0.30.5.第六页，讲稿共四十三页哦乳液聚合多半是主单体和第二、三单体的共聚合；除单一过硫酸盐作引发剂外，更多场合却采用氧化还原体系氧化还原体系，往往主还原剂、副还原剂、甚至络合剂并用；乳化剂多由阴离子乳化剂和非离子表面活性剂混合使用；水相中可能还有分子量调节剂、pH调节剂等。对于乙烯基类、二烯烃类等难溶于水的单体，常采用普通乳液聚合方法进行聚合反应，而对于丙烯酸、丙烯酰胺等与水完全互溶的单体，则可采用反相乳液聚合方法进行反应。水作为分散介质，水与单体质量比变动范围可以很宽

7、，常在（70：30）（4060）范围内。第七页，讲稿共四十三页哦传统乳液聚合选用水溶性引发剂，采用过硫酸盐单一引发剂使，有效聚合温度为5080。很多场合采用氧化还原体系，在510下聚合，可用两种方法控制氧化还原速度：一是陆续补加氧化剂和/或还原剂；另一是将引发体系中的过氧化物（如异苯丙过氧化氢）溶于单体，还原剂硫酸亚铁加适量络合剂（如乙二胺四醋酸盐）溶于水，减慢反应。第八页，讲稿共四十三页哦2 乳液聚合机理乳液聚合开始使时，单体和乳化剂分别处于水溶液、胶束、水溶液、胶束、液滴液滴三相，如右图所示。即：微量单体和乳化剂以分子分散状体真正溶解于水中，构成水溶液连续相；大部分乳化剂形成胶束，每一胶束

8、由由50150乳化剂乳化剂分子聚合而成，单体增溶于胶束内，构成胶束相。大部分单体分散成液滴，液体表面吸附有乳化剂，使乳液稳定，构成液滴相。第九页，讲稿共四十三页哦2.1 成核机理和聚合场所单体的水溶性、乳化剂的浓度、引发剂的溶解性能等是影响成核机理的重要因素，有三种成核可能：一一 胶束成核胶束成核 难溶于水的单体所进行的经典乳液聚合，以胶束成核为主。经典乳液聚合体系选用水溶性引发剂，在水中分解为初级自由基，引发溶于水中的微量单体，在水相中增长成短链自由基短链自由基。聚苯乙烯疏水，短链自由基只增长少数单元（少数单元（4）就沉析出来，与初级自由基一起被增溶胶束捕捉，引发单体聚合成核，所谓胶束成核。

9、胶束成核后继续聚合，转变为单体单体-聚合物胶粒聚合物胶粒，增长聚合就在胶粒内进行。胶粒内单体浓度降低后，就由液滴内的单体通过水相扩散水相扩散来补充，使胶粒内单体浓度恒定，构成动态平衡。液滴只是储存单体的仓库，并非引发聚合的主要场所。单体液滴消失后，才由胶粒内残余单体继续聚合至结束，最后成为聚合物胶粒（0.10.2m）。通过分析最终聚合产物的粒径发现，只有0.1%的聚合物才有液滴形成，这也证明了胶束成核的机理。第十页，讲稿共四十三页哦原来构成胶束的乳化剂不足以覆盖逐渐长大的胶粒表面，就由未曾成核的胶束中乳化剂通过水相扩散来补充。只有很少一部分胶束（少一部分胶束（0.1%0.01%）胶束才能成核）

10、胶束才能成核，未成核大部分胶束只是乳化剂的临时仓库。液滴中单体为胶束或胶粒继续聚合提供原料后，留下的乳化剂也扩散至胶粒表面，使之稳定。初期的单体-聚合物胶粒较小（十几纳米），只能容纳1个自由基。由于胶粒表面乳化剂的保护作用，包埋在胶粒内的自由基寿命较长（10100s），允许较长时间的增长，等水相中的第二个自由基扩散如胶粒，才双基终止，胶粒内自由基数变为零。总体来说，体系中一半胶粒内含有一个自由基，另一半无自由基，胶粒内平均自由基数 。聚合中后期，当胶粒足够大时，也可能容纳几个自由基，同时引发剂增长。乳液聚合的特征就是链引发、链增长、链终止的基元反应在“被隔离”的胶束或胶粒内进行。这种“被隔离”

11、才使乳液聚合兼有高速率和高分子量高速率和高分子量的特点。 第十一页，讲稿共四十三页哦二二 水相（均相）成核水相（均相）成核 有相当水溶性的单体进行乳液聚合，以均相成核为主易溶于水的单体经引发聚合后，所形成的短链自由基亲水性也较大，聚合度上百后才能从水中沉析出来。水相中多条这样较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核（原始微粒）。以此为核心，单体不断扩散入内，聚合成胶粒。胶粒形成以后，更有利于吸取水相中的初级和短链自由基，而后在胶粒中引发增长，这就是水相成核机理。一般认为：单体溶解度M15mmolL-1，如苯乙烯（ M=3.5），在水相中的临界聚合度仅为34，以胶束成核为主； M170mmolL

12、-1，如醋酸乙烯酯，临界聚合度上百则均相成核占优势。甲基丙烯酸（ M=150），介于两者之间，临界聚合度约5065，兼有水相和胶束成核两种机理。三三 液滴成核液滴成核 液滴粒径较小和（或）采用油溶性引发剂，有利于液滴成核。比悬浮聚合的液滴小而多，表面积与增溶胶束相当，可参与吸附水中形成的自由基，引发成核，并且采用油溶性引发剂，因此，其聚合机理即为液滴成核。第十二页，讲稿共四十三页哦2.2 乳液聚合三阶段根据乳液发育状况和相应速率变化，可将经典乳液聚合过程分成三个阶段：第一个阶段（成核期或增速期成核期或增速期）：水相中自由基不断进入增溶胶束，引发其中单体而成核，继续增长聚合，转变成单体-聚合物胶

13、粒。这一阶段，胶束不断减少，胶粒不断增多，速率相应增加；单体液滴数不变，只是体积不断缩小。到达一定转化率，未成核胶束完全消失，表示成核期结束，胶粒数趋于恒定。第二阶段（胶粒恒定期或恒速期胶粒恒定期或恒速期）：这一阶段是从增溶胶束消失开始，只有胶粒和液滴两种粒子。单体从液滴经水相不断扩散入胶粒内，保持胶粒内单体浓度恒定，因此聚合速率也恒定。第十三页，讲稿共四十三页哦第三阶段（降速期）：这阶段体系中已无单体液滴，只剩下胶粒一种粒子，胶粒数不变，依靠胶粒内的参与单体继续聚合，聚合速率递降。三阶段中胶束、胶粒、液滴等粒子和速率变化如表所示。第十四页，讲稿共四十三页哦3 乳液聚合技术进展在传统聚合的基本

14、概念和基本机理基础上，还不断涌现许多洗技术。3.1 种子乳液聚合种子乳液聚合常规乳液聚合产物粒度较细，一般在100150nm之间，如果需要较大粒径，则可通过种子聚合和溶胀技术来制备。所谓种子乳液聚合是将少量单体按一般乳液聚合法制得种子胶乳（50100nm或更小），然后将少量种子胶乳（1%3%）加入正式乳液聚合配方中。其中单体、水溶性引发剂、水可以按原定比例，但乳化剂要限量加入，仅供不断长大粒子保护和稳定的需要，避免用量过渡、形成新的胶束或新胶粒。种子胶粒被单体所溶胀，吸附水相中自由基而引发聚合，使粒子增大。经过多级溶胀聚合，粒径可达12m，甚至更大）。第十五页，讲稿共四十三页哦3.2 核壳乳液

15、聚合核壳乳液聚合在种子乳液聚合基础上，后继聚合采用另一种单体，则形成褐壳结构的胶粒，在核与壳的界面上形成接枝层，增加两者的相容性和粘结力，提高力学性能。核壳乳液聚合成功的关键也是限制后继聚合乳化剂补加量，以免形成新胶束、再成核发育成新的小粒子。核壳单体的选择视聚合物性能要求而定。正常核壳聚合物基本分为软核硬壳和硬核软壳两种类型。如硬核软壳聚合物中硬核赋予漆膜强度，软壳则可调节玻璃化温度或最低成膜温度。3.3 无皂乳液聚合无皂乳液聚合一般乳液聚合产品，由于大量乳化剂吸附在胶粒表面，难以水洗，影响到产品的电性能、光学性能、表面性质、耐水性等。无皂乳液聚合只是在原配方中不加乳化剂或只加临界胶束浓度以

16、下的微量乳化剂而进行的聚合。而要使最终聚合物分散液（乳液）稳定，关键在于将极性基团引入大分子中，使聚合物本身成为类似表面活性剂。途径有两大类：第十六页，讲稿共四十三页哦1.采用过硫酸盐一类离子型水溶性引发剂，引发单体聚合。引发剂残留硫酸根成为大分子极性基团，整个大分子类类似于聚合物乳化剂，使胶乳稳定。2.苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等主单体与少量水溶性极性单体共聚，该法可用来制备高固含量胶乳。根据基团的不同，这类水溶性共单体有下列多种：（a）非离子强亲水共单体，如羧酸类、丙烯醛、丙烯酰胺等。在共聚过程中，强亲水性共单体进入大强亲水性共单体进入大分子链后，多富集于粒子表面。分子链后，多富集

17、于粒子表面。对于羧酸类，在碱性条件下，亲水羧基将转变成离子形式COO-Na+，胶粒之间通过静电排斥作用而稳定。而对于非离子状态丙烯酰胺类，则通过空间位阻作用空间位阻作用来保持稳定。（b）离子型共单体，如烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠等。（c）离子-非离子双官能团复合型共单体。如羧基-聚醚复合型HOOCCH=CHCOO(CH2CH2O)nR以及磺酸盐-烷基醚复合型第十七页，讲稿共四十三页哦（d)离子型表面活性共单体或可聚合的表面活性剂，这类化合物本身就是乳化剂，但又有聚合能力的双键，经工共聚，就进入共聚物主链，形成稳定乳液。例如：烯丙基型离子型表面活性共单体：甲基酰氧基离子型表面

18、活性共单体在主单体和上述共单体共聚过程中，需要考虑的主要问题有：两单体的共聚活性或竞聚率，成核机理，对胶乳的稳定效果和固体含量，功能基团的结合情况。3.4 微乳液聚合微乳液聚合微乳液聚合是制备880nm胶乳粒的聚合方法，应用这一技术，可制得1030nm胶粒。第十八页，讲稿共四十三页哦微乳液聚合配方的特点是，单体很少（10%），乳化剂很多（单体量），并加有戊醇（其摩尔数大于乳化剂摩尔数）等助乳化剂，乳化剂和戊醇能形成复合胶束和保护膜，还可使水的表面张力降的很低。由于微乳液聚合产物粒子较细，小于可见光波长，因此微乳液透明。几种多相聚合的特征如表所示。Ps:悬浮聚合与乳液聚合区别就在于引发剂性质不同

19、！悬浮聚合与乳液聚合区别就在于引发剂性质不同！第十九页，讲稿共四十三页哦3.5 反相乳液聚合反相乳液聚合如果选用与水不相溶的有机溶剂做介质和油溶性引发剂与水不相溶的有机溶剂做介质和油溶性引发剂，使水溶性单体的水溶液分散成油包水型（W/O）乳液而进行的聚合称为反相乳液聚合。丙烯酰胺水溶液聚合时，8%浓度的体系粘度就很高，已成冻胶，无法流动，其分子量还只有几百万（可以解释为什么实验固含很难提升的原因）。HLB值在5以下的非离子型油溶性表面活性剂，常作为反相乳液聚合乳化剂，乳化剂可处于液滴的保护层，也可能在有机相内形成胶束，单体扩散入内，形成增溶胶束。引发剂可选择油溶性和水溶性两种。反相乳液聚合的最

20、终粒子都很小（100200nm），聚合机理以液滴成核为主。3.6 分散聚合分散聚合 四氟乙烯聚合中有一种俗称“分散聚合”的方法，实质上属于稀水溶液沉淀聚合。水中全氟辛酸皂用量在CMC以下，防止细粒子聚并，并非真正乳液聚合。第二十页，讲稿共四十三页哦聚合初期，单体溶于溶剂成均相溶液，俗称溶液聚合；聚合过程中，聚合物不断沉淀出来，故称沉淀聚合；沉析出来的聚合物粒子很细，分散在溶液中，故称分散聚合。分散聚合成核机理：引发剂在溶剂中分散产生初级自由基，引发单体形成短链（齐聚物）自由基。短链自由基超过临界长度后，就有沉析的趋势。若干短链自由基聚集成核，以后继续聚合成长初级粒子。粒子经不断增长形成大粒子，

21、并通过吸附有位障型稳定剂，得以稳定。除以上多种已经工业应用的乳液聚合方法外，辐射、超声波、磁场等多种能源均可应用于乳液聚合，但大多数还停留在学术研究阶段。第二十一页，讲稿共四十三页哦4 乳液聚合的工业合成乳液工业化合成大致可分为五种，即间歇乳液聚合，半连续乳液聚合，连续乳液聚合，补加乳化剂工艺及种间歇乳液聚合，半连续乳液聚合，连续乳液聚合，补加乳化剂工艺及种子乳液聚合子乳液聚合。根据产品不同性能要求及不同生产工艺特点，来选择合理可行的生产工艺。4.1 间歇乳液聚合间歇乳液聚合一次性向反应釜加入所有物料，引发剂、乳化剂、单体、水及其它添加剂，升温达到反应温度，反应结束后，降温、过滤，即可包装产品

22、。由于反应第阶段所产生的乳胶粒相同，故而间歇乳液聚合所得乳液乳胶粒直径分布较窄，分子量分布较小，利于乳液的流变性和成膜性。同时，由于其所用设备简单，操作方便，生产灵活性大，可进行小批量、多品种的精细产品生产。同时，间歇乳液聚合也存在下列缺陷：由于引发剂半衰期及部分水溶性单体的原因，聚合过程中会出现前期和后期反应不均衡的现象，常引起反应失控。第二十二页，讲稿共四十三页哦由于各单体的竞聚率不同，致使反应前期和后期得到的聚合物共聚组成不同，严重影响产品质量。由于单体的一次性投入，导致反应体系中出现大量单体珠滴，极易造成珠滴成核珠滴成核，进而降低体系稳定性。此外，珠滴表面会吸附大量乳化剂，导致体系胶束

23、数目较少，成核率降低，进而影响乳胶粒数目，粒径变大。由于间歇乳液聚合会有一个较大放热峰，需急速冷却，而反应伊始，却需加热，使能量得不到充分利用，造成浪费。一般说来，间歇乳液聚合只能制备具有均相乳胶粒结构的聚合聚合物乳液。因此，大规模工业化生产中一般不采用间歇乳液聚合工艺。4.2 半连续乳液聚合半连续乳液聚合聚合过程，先在反应釜中加入部分引发剂和引发剂，全部分散介质、引发剂及其它辅助物，聚合到一定程度时，再将余下的单体，或引发剂、还原剂在一定时间间隔内按滴加或补加的形式加到反应釜中继续聚合，直至达到所要求的转化率。第二十三页，讲稿共四十三页哦半连续乳液聚合可处于单体的饥饿态、半饥饿态和充溢态饥饿

24、态、半饥饿态和充溢态三种状态：p饥饿态：radd(单体加料速率)rp(聚合反应速率)p充溢态： radd rpp半饥饿态：一种（或几种单体）先全部加入体系中，然后再按一定程序滴加另一种（或另几种）单体，且滴加速率小于其消耗速率。半连续乳液聚合具有以下特点： 采用饥饿态工艺时，加料速率和实际聚合反应速率相同，便可通过控制加料快慢来控制聚合反应速率和放热速率，保证反应平稳进行，避免高放热峰出现。 因单体一加入反应体系中，便进行聚合反应，无单体累积现象，所生成聚合共聚组成与加料单体组成一样，避免前后聚合物工具组成不一样的情况。 由于乳胶粒内部单体浓度胶间歇聚合低，且乳胶粒内部存在单体浓度梯度，生成乳

25、液聚合物的分子量较小，且分子量分不良较宽。第二十四页，讲稿共四十三页哦 由于乳胶粒内部聚合物浓度大于间歇乳液聚合使的浓度，故自由基链转移较大，其聚合物支化度偏高。 由于单体饥饿态半连续乳液聚合体系中无单体珠滴存在，且无大的温度波动，故而其聚合体系稳定性较高稳定性较高。 单体饥饿态半连续乳液聚合操作弹性较大，但其生产周期较长，生产效率较低，若采用半饥饿态取代，则可以缩短生产周期。 阻聚剂对间歇乳液聚合和半连续乳液聚合的影响不同，对前者为一开始存在诱导期，对于后者则降低自由基浓度和聚合反应速率，过后，可能会出现一个放热高峰。 按一定程序半连续地补加一定量的乳化剂可避开间歇乳液聚合阶段末期乳液稳定性

26、的低谷，保证乳液体系的稳定性。因此可以通过采用半连续地补加乳化剂的乳液聚合工艺来制造高浓乳液高浓乳液。 采用半连续滴滴加引发剂溶液和乳化剂工艺时，很难保证乳化剂浓度在CMC值以下，也很难保证体系中引发剂浓度为常数，因此成核期被拉长，所得聚合物乳液粒径分布较宽。第二十五页，讲稿共四十三页哦 若在聚合配方中有功能单体，加料方式将对乳液性能产生影响。4.3 连续乳液聚合连续乳液聚合连续乳液聚合与间歇乳液聚合相对，采用两类反应器，釜式和管式。连续乳液聚合相对于间歇乳液聚合来说，其乳胶粒年龄分布较宽，乳胶粒尺寸宽；反应前后共聚物组成也较宽；反应和放热速率较为稳定；连续乳液聚合所得产物具有较高的支化度。4

27、.4 预乳化工艺预乳化工艺在连续和半连续乳液聚合时，常采用单体预乳化工艺。预乳化操作在预乳化罐中进行，先加入去离子水，再加入乳化剂，搅拌，溶解，再将单体缓缓加入，充分搅拌，使单体以单体珠滴的形式分散在水中，得到稳定的单体乳状液。预乳化工艺的特征： 若不采用预乳化工艺，后续补加的单体将可能吸附乳胶粒上的乳化剂，降低稳定性，甚至造成破乳的效果。 第二十六页，讲稿共四十三页哦 若采用补加乳化剂的方法，可能导致局部乳化剂浓度过高，只是新乳胶粒生成，导致乳胶粒尺寸变宽，影响乳液性能。而在预乳化工艺中，当聚合反应将单体珠滴消耗完后，这部分乳化剂又逐渐转移到乳胶粒表面上，不存在形成新的胶束和产生新乳胶粒的问

28、题。 采用混合共聚单体使，通过预乳化可把单体混合均匀，有利于乳液聚合正常进行并使共聚组成均一。4.5 种子乳液聚合种子乳液聚合制备过程：先向种子釜中加入水、乳化剂、水溶性引发剂和单体，再于一定温度下进行成核与聚合，生成数目足够大、粒度足够小的乳胶粒。为进行乳液聚合，取一定量的种子乳液投入聚合釜中，还要加入去离子水、乳化剂、水溶性或油溶性引发剂及单体，以种子乳液的乳胶粒为核心，进行聚合反应，使乳胶粒不断长大。在进行种子乳液聚合使要严格控制乳化剂的补加速度，以免形成新的胶束和新的乳胶粒。第二十七页，讲稿共四十三页哦4.6 工业化生产乳液聚合反应装置举例工业化生产乳液聚合反应装置举例第二十八页，讲稿

29、共四十三页哦6 工业化生产乳液聚合反应装置举例工业化生产乳液聚合反应装置举例第二十九页，讲稿共四十三页哦第三十页，讲稿共四十三页哦第三十一页，讲稿共四十三页哦第三十二页，讲稿共四十三页哦第三十三页，讲稿共四十三页哦5 乳液应用5.1 概述概述乳液聚合技术诞生于20世纪初期，20世纪30年代已有工业化生产。目前乳液聚合已成为高分子科学和技术的重要领域。乳液聚合具有许多有点：体系粘度低，易散热；保证高反应速率的同时，又能具备高分子量聚合物；所用设备及工艺简单，生产安全环保，成本低廉。乳液体系中的聚合物乳胶粒直径在0.051m之间，可以部分地深入被处理基材的微观裂缝和毛细孔道内，这样便可得到良好的粘

30、结和涂覆效果。利用聚合物乳液可以制成许多产品，诸如涂料、黏合剂、浸渍剂、密封材料、水溶性油墨、防水材料、增稠剂、改性添加剂、上浆剂、抛光剂、絮凝剂等，这些聚合物乳液产品能广泛应用在建筑工业建筑工业、纺织工业、造纸工业、皮革工业、工业涂装、生物医学等许多技术领域。以下主要介绍聚合物乳液在涂料中的应用。以下主要介绍聚合物乳液在涂料中的应用。第三十四页，讲稿共四十三页哦5.2 聚合物乳液涂料聚合物乳液涂料在众多涂料中，应用最多的当属溶剂型涂料和聚合物乳液涂料，聚合物乳液涂料又称作乳胶漆。乳胶漆的主要成分是聚合物水乳液，其中的聚合物乳胶粒是成膜物质，向其中再加入颜料、填料、保护胶体、增塑剂、润湿剂、增

31、稠剂、流平剂、防冻剂、消泡剂、防锈剂、防霉剂等辅助材料后，经过研磨分散处理，即可制得聚合物乳液涂料。5.2.1 聚合物乳液涂料的优点聚合物乳液涂料的优点 乳液涂料以水为介质，无毒、无味、不燃、不爆、不污染环境，不会以因有机溶剂的挥发而造成的劳动保护问题和生产事故问题。 由于乳液的黏度与其聚合物分子量大小无关，即具有高分子量的同时，又具备良好的流动性，因此相对于溶剂型涂料，其施工性能表现更佳。 乳液涂料具有良好的弹性和弯曲性，并与水泥、木材、石料、金属等有较高的附着力。第三十五页，讲稿共四十三页哦 聚合物乳液涂料用合成树脂替代油脂，以水来取代有机溶剂，可以有效地节约资源，并可以显著降低涂料成本。

32、而聚合物乳液的缺陷在于：在MFT以下涂料不能形成连续的膜，对于Tg高的聚合物来说，室温成膜困难， 在低温、高湿情况下，成膜困难，难以形成高光泽的涂膜；在金属或塑料上涂饰时，易形成凹凸不平的涂膜等。5.2.2 各种聚合物乳液涂料简介各种聚合物乳液涂料简介（1）纯苯乳液涂料）纯苯乳液涂料丙烯酸酯系聚合物乳液涂料也称纯苯乳液涂料，其基料是由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸经乳液聚合而制成的。这种乳液涂料的耐水性、耐碱性、耐光性、耐老化性及保色性能好，并且具有良好的弹性。由于采用内增塑，不用外加增塑剂，故涂膜性能不随时间的变化而降低。丙烯酸酯系聚合物乳液涂料是应用最为广泛的一种乳液图，主要用

33、于内外墙涂料和屋面防水材料。第三十六页，讲稿共四十三页哦（2）苯丙乳液涂料）苯丙乳液涂料苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液涂料又称苯丙乳液涂料，是一种用苯乙烯改性的丙烯酸系共聚物乳液涂料。它用苯乙烯部分或全部替代纯苯乳液中的甲基丙烯酸甲酯。这类涂料保光性、保色性、户外耐久性、抗污性好，可配制高光泽乳液涂料。苯丙乳液涂料可大量用于外墙涂装，在乳液涂料总产量中占有很大比例。其它的还有诸如聚醋酸乙烯酯均聚物乳液涂料、EVA涂药涂料、醋丙乳液涂料、硅丙乳液涂料等等。5.2.3 聚合物乳液在土木建筑中的应用聚合物乳液在土木建筑中的应用在土木建筑中，聚合物乳液大量用量制造建筑涂料，其中包括内外墙涂料、地坪涂料、屋

34、面涂料、底漆、腻子及许多功能的特种涂料。（1）内墙涂料）内墙涂料内墙涂料的主要功能是装饰和保护室内壁面，内墙涂料一般不需要像外墙涂料那样好的耐久性。第三十七页，讲稿共四十三页哦 无光平壁乳液内墙涂料作为乳液内墙涂料的基料主要有聚醋酸乙烯酯和乙丙乳液，档次较高的场所也有用纯苯乳液和苯丙乳液。右表为无光平壁乳液内墙涂料的典型配方 第三十八页，讲稿共四十三页哦 半光和有光平壁乳液涂料对于平壁涂料来说，若60镜面反射率在10%以下，为无光平壁涂料；若在30%60%之间，则为半光平壁涂料；若在6090%之间，则为有光平壁涂料。制取高光涂料可以通过采用乳胶粒较小的乳液、减少颜填料用量、以及加适量增塑剂和成

35、膜助剂来实现。第三十九页，讲稿共四十三页哦（2） 外墙涂料外墙涂料外墙涂料的主要功能是装饰和保护建筑物的外壁面，以及保护建筑物以延长其使用寿命。外墙涂料应具备优异的耐候性和保色性，且应当施工方便、容易维修，且价格合理。右表为平壁乳液外墙涂料配方第四十页，讲稿共四十三页哦（3）地坪乳液涂料）地坪乳液涂料地坪涂料的功能是装饰和保护室内地面，使之清洁美观。地坪涂料应具备良好的附着力、耐水性、耐磨性、耐碱性和抗冲击性。第四十一页，讲稿共四十三页哦（4）木材乳液涂料）木材乳液涂料木材的组成及性质和聚合物及无机材料有很大差别。木材膨胀系数大，易吸水，湿度大或遇水被泡胀，干燥易收缩，因此，涂膜须具备良好的柔韧性，同时又需具备一定透气性，以免内部水分挥发时涂膜起泡。木材乳液涂料包括底漆和面漆。底漆应对木材具备良好附着力，而面前应具备高光泽。乳液型底漆几乎全部以聚丙烯酸酯乳液为基料，因其涂膜柔韧性好，透气性大，且具有较高的抗氧化性和紫外光稳定性。第四十二页，讲稿共四十三页哦而为了获取良好装饰效果，在木材底漆上需再涂覆一层面漆。常用面漆是以聚丙烯酸酯乳液、长油度干性油醇酸树脂乳液、聚丙烯酸酯与醇酸树脂共混乳液、聚氨酯乳液、丙烯酸酯-聚氨酯共聚物乳液等作为成膜物质，辅以各种添加剂组成的混合木材涂料。第四十三页，讲稿共四十三页哦