水溶性涂料学习教案.pptx

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1、会计学 1水溶性涂料(tlio)第一页，共47 页。水性涂料(tlio)的优点 n n 以水作溶剂，节省大量资源；消除了施工时火灾危险性；以水作溶剂，节省大量资源；消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，降低了对大气污染；仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件 改善了作业环境条件(tiojin)(tiojin)。一般的水性涂料有机溶。一般的水性涂料有机溶剂（占涂料）在 剂（占涂料）在10 10 15 15之间，而现在的阴极电泳涂料 之间，而现在的阴极电泳涂料已降至 已降至1.2 1.2以下，对降低污染节省资源效果显著。以下，对降低污染节省资源效果显

2、著。n n 水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对材 水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对材质表面适应性好，涂层附着力强。涂装工具可用水清洗，质表面适应性好，涂层附着力强。涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。电泳涂膜均匀、平整。展平性 大大减少清洗溶剂的消耗。电泳涂膜均匀、平整。展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂 好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜 膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达 阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h 120

3、0h。第2 页/共47 页第二页，共47 页。水性涂料存在(cnzi)的问题水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表 水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔 面张力大，污物易使涂膜产生缩孔;水性涂料对抗强机械 水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送 作用力的分散稳定性差，输送(sh sn)(sh sn)管道内的流速急 管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢 水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或

4、不锈钢材料，设备造价高。材料，设备造价高。烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。水的蒸 增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大。发潜热大，烘烤能量消耗大。水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性 涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性（PH7.5 PH7.5 pH8.5 pH8.5），树脂中的酯键易水解而使分子链降解，），树脂中的酯键

5、易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。第3 页/共47 页第三页，共47 页。水溶性机理(j l)n n 合成树脂(shzh)之所以能溶于水，是由于在聚合物的分子链上含有一定数量的强亲水性基团，例如含有羧基、氨基、羟基、醚基、酰胺基等。n n 但是这些极性基团与水混合时多数只能形成乳浊液，它们的按酸盐则可部分溶于水中，因而水溶性树脂(shzh)大多数以中和成盐的形式获得水溶性。第4 页/共47 页第四页，共47 页。二、水溶性树脂(shzh)的合成原理 在树脂分子链中引入胺基（或羧基），用酸（或碱）中和形 在树脂分子链中引入胺基（或羧基）

6、，用酸（或碱）中和形成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中。成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中。在树脂分子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、在树脂分子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。外加 外加(wiji)(wiji)乳化剂乳液聚合，或对树脂强制乳化形成水 乳化剂乳液聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分散 分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分散液的稳定性。液的稳定性。水性涂料虽然以水作分散介质，但为了提高

7、树脂的水溶性，调 水性涂料虽然以水作分散介质，但为了提高树脂的水溶性，调节水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚类有机助 节水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚类有机助溶剂。溶剂。涂料 涂料(tlio)(tlio)用树脂水性化方法 用树脂水性化方法第5 页/共47 页第五页，共47 页。助溶剂(rngj)(共溶剂(rngj)n n 助溶剂的作用是增加树脂在水中的溶解度，同时用于 助溶剂的作用是增加树脂在水中的溶解度，同时用于调节树脂溶液的粘度，提高漆液的稳定性，改善漆膜 调节树脂溶液的粘度，提高漆液的稳定性，改善漆膜的流平性和外观 的流平性和外观(wigun)(wigun)。以同

8、一个树脂来比较，。以同一个树脂来比较，助溶剂不同，助溶的效果也不同。助溶剂不同，助溶的效果也不同。n n 在水溶性的醇类中，碳链长的醇比碳链短的醇助溶效 在水溶性的醇类中，碳链长的醇比碳链短的醇助溶效果好；含醚基的醇比不合醚幕的醇助溶效果好。因此，果好；含醚基的醇比不合醚幕的醇助溶效果好。因此，丁醇比乙醇好，丁基溶纤剂比丁醇更好。助溶剂的加 丁醇比乙醇好，丁基溶纤剂比丁醇更好。助溶剂的加入量通常为树脂量的 入量通常为树脂量的30 30以下。以下。n n 常用的助溶剂有乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙 常用的助溶剂有乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和仲丁醇等。基溶纤剂、丁基溶

9、纤剂和仲丁醇等。第6 页/共47 页第六页，共47 页。树脂(shzh)的品种n n 树脂的品种不同，所用的中和剂也应不同，常温下的水溶性涂料需选用低沸点的中和剂，浅色漆则选用变色性小的中和剂(例如氨、三乙胺、氢氧化钾等)。n n 中和剂的用量，通常要求(yoqi)是以使树脂70以上的羧基被中和，树脂水溶液的PH值达到7以上。一般控制pH值为7.585，以保持它的水溶性和稳定性。第7 页/共47 页第七页，共47 页。三、常用水溶性树脂(shzh)的制造方法水溶性油及改性水溶性油水溶性油及改性水溶性油水溶性环氧酯水溶性环氧酯水溶性醇酸树脂水溶性醇酸树脂水溶性聚酯树脂水溶性聚酯树脂(j zh(j

10、 zh sh zh)sh zh)水溶性丙烯酸树脂等。水溶性丙烯酸树脂等。常用(chn yn)水溶性树脂有：第8 页/共47 页第八页，共47 页。1、水溶性油 油分子中的双键与不饱和酸 油分子中的双键与不饱和酸(或酐 或酐)加成，即可制得能 加成，即可制得能水溶的油，其反应机理 水溶的油，其反应机理(j l(j l)因油分子双键结构不同 因油分子双键结构不同而不同。油分子结构有：具有共扼双键结构的油、而不同。油分子结构有：具有共扼双键结构的油、具有隔离双键结构的油及具有不饱和双键结构的油。具有隔离双键结构的油及具有不饱和双键结构的油。制备水溶油时，可以用亚麻仁油、桐油、脱水蓖麻油、制备水溶油时

11、，可以用亚麻仁油、桐油、脱水蓖麻油、豆油等。不饱和羧酸可以是顺丁烯二酸 豆油等。不饱和羧酸可以是顺丁烯二酸(或酐 或酐)、反、反丁烯二酸、巴豆酸、亚甲基丁烯二酸等，其中以顺 丁烯二酸、巴豆酸、亚甲基丁烯二酸等，其中以顺丁烯二酸酐和反丁烯二酸用得最多。丁烯二酸酐和反丁烯二酸用得最多。以水溶性油为主体的合成树脂漆，由于耐候性能不好，以水溶性油为主体的合成树脂漆，由于耐候性能不好，多用于底漆，施工方法多数采用电沉积涂装。多用于底漆，施工方法多数采用电沉积涂装。第9 页/共47 页第九页，共47 页。反应(fnyng)原理第10 页/共47 页第十页，共47 页。2、改性水溶性油的制备(zhbi)n

12、n 要把疏水性油制成水溶性油采用让油分子结合上具有亲水性质的按酸基团，并使之形成一定的酸值。通常，最终酸值应保持在60以上，才能获得(hud)较好的水溶性和稳定性。n n 常用的改性油有水溶性顺丁烯二酸所改性油、水溶性二甲酚酚醛改性油、水溶性松香酚醛、环戊二烯改性油及半酯化水溶性油第11 页/共47 页第十一页，共47 页。3水溶性环氧树脂(hun yn sh zh)的制备 水溶性环氧树脂(shzh)可分为阴离子型树脂(shzh)和阳离子型树脂(shzh)，阴离子型树脂(shzh)用于阳极电沉积涂料，阳离子型树脂(shzh)用于阴极电沉积涂料。环氧树脂系涂料具有很好的附着力和防腐蚀性能，因而在

13、水溶性涂料中得到广泛应用。但由于(yuy)为数较多的芳香族环氧树脂耐光性能较差故多用作底漆、防腐蚀漆等。利用水溶性阴离子型树脂分子链上剩余的双键、羟基及羧基等基团与其他官能团反应、可达到改性的目的。水溶性环氧酯的水溶性、稳定性、粘度、电沉积效果和漆膜性能好坏与制备时选择的酯化当量、顺丁烯二酸酐量、助溶剂、中和剂，以及酯化程度和酸酐加成反应的条件有关。(1)阴离子型树脂第12 页/共47 页第十二页，共47 页。制备水溶性阳离子型树脂时，可使环氧树脂 制备水溶性阳离子型树脂时，可使环氧树脂(hun y(hun y n n sh zh)sh zh)先与异氰酸酯 先与异氰酸酯预聚物或丙烯酸聚合物反应

14、，得到含有氨基、羟基和氨 预聚物或丙烯酸聚合物反应，得到含有氨基、羟基和氨(胺 胺)基的树脂。当用封 基的树脂。当用封闭的多异氰酸酯作交联固化剂时，胺酸盐聚合物的混合物可用作阴极电沉积 闭的多异氰酸酯作交联固化剂时，胺酸盐聚合物的混合物可用作阴极电沉积涂料的基料。在漆膜固化时，异氰酸酯官能团解封，与环氧树脂 涂料的基料。在漆膜固化时，异氰酸酯官能团解封，与环氧树脂(hun y(hun y n n sh zh)sh zh)加成物游离的氨基反应形成交联固化漆膜。加成物游离的氨基反应形成交联固化漆膜。(2)(2)阳离子型树脂阳离子型树脂(shzh)(shzh)脂肪族环氧树脂(如环戊二烯环氧树脂、聚丁

15、二烯环氧树脂、环氧化油、甘油环氧树脂等)、杂环类环氧树脂都可以改性制成性能各异的水溶性涂料，如水溶性双酚酸环氧酯粉末树脂和高渗透力环氧酯树脂。此外(cwi)，环氧树脂、环氧酯还可以进行改性，例如用酚醛树脂、氨基树脂、丙烯酸酯、聚酰胺树脂等都可制成改性的水溶性环氧酯，这就为水溶性环氧树脂的发展提供了可靠的基础。(3)水溶性环氧树脂的发展第13 页/共47 页第十三页，共47 页。最年来还开发了水溶性环氧丙烯酸接枝共聚(gngj)树脂和水溶性丙烯酸改性环氧树脂。水溶性丙烯酸改性环氧树脂的制备(zhbi)方法如下：第14 页/共47 页第十四页，共47 页。4水溶性醇酸树脂n n 醇酸树脂也可以 醇

16、酸树脂也可以(ky(ky)制成各种类型的水溶性涂料，如 制成各种类型的水溶性涂料，如常温干燥、低温烘干、氨基树脂改性烘干漆，由环氧树 常温干燥、低温烘干、氨基树脂改性烘干漆，由环氧树脂改性、酚醛树脂改性的水溶性醇酸树脂。脂改性、酚醛树脂改性的水溶性醇酸树脂。n n(1)(1)水溶性醇酸树脂的制造方法 水溶性醇酸树脂的制造方法n n 使传统的醇酸树脂含过量的羧基，并用胺或氨将其 使传统的醇酸树脂含过量的羧基，并用胺或氨将其中和成盐而具水溶性。中和成盐而具水溶性。n n 将强亲水基团例如聚乙二醇引入醇酸树脂中 将强亲水基团例如聚乙二醇引入醇酸树脂中n n 利用乳化剂或配制本身能乳化的树脂。利用乳化

17、剂或配制本身能乳化的树脂。第15 页/共47 页第十五页，共47 页。(2)(2)影响影响(y(yngxingxing)ng)水溶性好坏的因水溶性好坏的因素素 水质 水质 应使用蒸馏水，因为硬水里含有多种金属离子，尤其是钙、镁等 应使用蒸馏水，因为硬水里含有多种金属离子，尤其是钙、镁等金属离子与醇酸树脂的酸作用会生成皂类，影响水溶性。金属离子与醇酸树脂的酸作用会生成皂类，影响水溶性。油类 油类 油类对水溶性的影响大小依次是：蓖麻油椰子油脱水蓖麻 油类对水溶性的影响大小依次是：蓖麻油椰子油脱水蓖麻油、豆油、榨油、亚麻油。油、豆油、榨油、亚麻油。油度 油度 短油中油长油，油度越长水溶性越差。短油中

18、油长油，油度越长水溶性越差。助溶剂 助溶剂 丁基溶纤剂、仲丁醇乙基溶纤剂、丁醇乙醇。丁基溶纤剂、仲丁醇乙基溶纤剂、丁醇乙醇。中和剂 中和剂 乙醇胺、三乙胺最好，氨水、氢氧化钾、氢氧化钠最差。乙醇胺、三乙胺最好，氨水、氢氧化钾、氢氧化钠最差。多元醇 多元醇 常用的多元醇如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇对水溶性的影 常用的多元醇如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇对水溶性的影响大小依次是：三羟甲基丙烷季戊四醇甘油。响大小依次是：三羟甲基丙烷季戊四醇甘油。多元酸 多元酸 以失水偏苯三酸、均苯四甲酸酐较好，邻苯二甲酸酐较差，以失水偏苯三酸、均苯四甲酸酐较好，邻苯二甲酸酐较差，如果加人少量 如果加人少量(sh(

19、sh oling)oling)的顺丁烯二酸酐油 的顺丁烯二酸酐油(可视作多元酸 可视作多元酸)对水溶性 对水溶性有好处，尤其是稳定性会有很大的提高。有好处，尤其是稳定性会有很大的提高。第16 页/共47 页第十六页，共47 页。5水溶性聚酯树脂(j zh sh zh)聚酯树脂是由多元醇和多元酸缩聚而成的。其漆膜的 聚酯树脂是由多元醇和多元酸缩聚而成的。其漆膜的硬度、光泽、过烘烤性及耐久性都很好。聚酯树脂可 硬度、光泽、过烘烤性及耐久性都很好。聚酯树脂可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两类，作为烘烤漆，不饱 分为饱和聚酯和不饱和聚酯两类，作为烘烤漆，不饱和聚酯用得比较普遍。和聚酯用得比较普遍。要使多元醇

20、和多元酸缩聚成为热固性聚酯树脂，所用 要使多元醇和多元酸缩聚成为热固性聚酯树脂，所用的多元醇与多元酸二者中必须有一个 的多元醇与多元酸二者中必须有一个(y(y)具有两个 具有两个以上的活性官能团。以上的活性官能团。为了制备具有水溶性的聚酯树脂，必须将反应控制在一 为了制备具有水溶性的聚酯树脂，必须将反应控制在一个 个(y(y)较高的酸值，或者把酸超量较大幅度地提高 较高的酸值，或者把酸超量较大幅度地提高也可取得水溶性的效果。在配方设计时，必须采用单 也可取得水溶性的效果。在配方设计时，必须采用单元酸或用二元醇来调节分子结构，以避免胶凝并可改 元酸或用二元醇来调节分子结构，以避免胶凝并可改进漆膜

21、的性能。进漆膜的性能。第17 页/共47 页第十七页，共47 页。6水溶性丙烯酸酯树脂(shzh)n n 丙烯酸酯树脂以其漆膜色浅、光泽好，保光 丙烯酸酯树脂以其漆膜色浅、光泽好，保光(b(b o o un un)、保色、保色性优，耐侯性佳为主要特点，广泛用子装饰性、耐侯性要求较 性优，耐侯性佳为主要特点，广泛用子装饰性、耐侯性要求较高的场合。高的场合。n n 丙烯酸酯树脂漆大致可分为以下几类：丙烯酸酯树脂漆大致可分为以下几类：其中水溶性丙烯酸酯树 其中水溶性丙烯酸酯树脂 脂 其中水溶性丙烯酸酯树脂漆都是热固性的，它的固化作用是通过树脂本身含有的、可相互作用的官能团(如羧基与氨基、羟基(qin

22、gj)交联)，或者外加入交联树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂等)来实现。第18 页/共47 页第十八页，共47 页。制备水溶性丙烯酸酯树脂制备水溶性丙烯酸酯树脂(shzh)(shzh)有两种方法：有两种方法：n n 丙烯酸酯在溶液中共聚成粘稠状的聚丙烯酸酯，然后部分醇解。n n 丙烯酸酯和含有不饱和双控的羧酸单体(如甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸酐等)在溶液中共聚成酸性聚合物，加胺中和成盐而获得水溶性。这种合成方法(fngf)最常用。第19 页/共47 页第十九页，共47 页。常用单体常用单体(dn t(dn t)对聚合物的主要作用对聚合物的主要作用第20 页/共47 页第二十页，共47

23、页。水溶性丙烯酸酯树脂的热固化水溶性丙烯酸酯树脂的热固化主要主要(zh(zhyo)yo)采用以下两条技术路线：采用以下两条技术路线：n n 带羟基、氨基、羧基或环氧基的功能性基团在高温下可彼此反应而交联固化，但固化温度(wnd)较高(160180)。n n 在水溶性丙烯酸酯树脂中添加水溶性交联剂如水溶性酚醛树脂、六甲氧甲基三聚氰胺(HMMM)树脂等，它们在加热时彼此反应交联，可于中温(140 左右)固化完全。第21 页/共47 页第二十一页，共47 页。水溶性丙烯酸水溶性丙烯酸 酯树脂的制备酯树脂的制备(zhbi)(zhbi)方法如下：方法如下：以丁醇作溶剂，以过氧化苯甲酰为引发(yn f)剂

24、，采用半连续聚合方式进行溶液共聚合，所制得共聚物用氨水中和至pH 为77 5，即得水溶性丙烯酸酯树脂。工艺(gngy)第22 页/共47 页第二十二页，共47 页。四、水溶性涂料(tlio)的调制n n 水溶性涂料成膜固化的机理与一般溶剂型涂料相 水溶性涂料成膜固化的机理与一般溶剂型涂料相同，但其成膜过程却另有特点：同，但其成膜过程却另有特点：n n 水溶性树脂由于需要水溶，其分子量都不会太 水溶性树脂由于需要水溶，其分子量都不会太大，否则 大，否则(f(f uz)uz)水溶困难。因此它们作为一种高 水溶困难。因此它们作为一种高分于材料使用多半是制成热固型的。分于材料使用多半是制成热固型的。n

25、 n 为了提高水溶性，水溶性树脂多半都是以胺盐 为了提高水溶性，水溶性树脂多半都是以胺盐或羧酸盐形式存在。因而在成膜固化过程中，首先 或羧酸盐形式存在。因而在成膜固化过程中，首先是组成胺的挥发。当然，在加热过程中。也有可能 是组成胺的挥发。当然，在加热过程中。也有可能形成胺的衍生物。形成胺的衍生物。n n 水溶性涂料除采用刷、喷、辊、浸等一般涂装 水溶性涂料除采用刷、喷、辊、浸等一般涂装方法外，更重要的是采用电沉积涂装方法。方法外，更重要的是采用电沉积涂装方法。1 1水溶性涂料 水溶性涂料(tlio)(tlio)成膜固化的机理 成膜固化的机理第23 页/共47 页第二十三页，共47 页。2、水

26、溶性涂料(tlio)用固化剂n n 在漆膜形成之前水溶性涂料的成膜物质自然是溶于水的，一旦(ydn)成膜后又必须不溶于水。这个过程称为交联固化。n n 水溶性树脂从交联的方式可分为自交联和外加交联剂交联两类。n n 不同的侧链活性基团具有不同的反应方式，要求不同的反应条件，固化后生成不同的化学结构，因此也具有不同的反应特点。第24 页/共47 页第二十四页，共47 页。表 表:一些 一些(yxi)(yxi)经常出现的交联侧基 经常出现的交联侧基及交联剂 及交联剂 一般而言，最常用(chnyn)的固化剂有水溶性三聚氰胺甲醛树脂脲醛树脂苯代三聚氰胺甲醛树脂等，其中以水溶性六甲氧甲基三聚氰胺用得比较

27、普遍。第25 页/共47 页第二十五页，共47 页。3水溶性涂料(tlio)的调制水溶性涂料的调制 水溶性涂料的调制(tiozh)(tiozh)工艺流程如图：工艺流程如图：在确定配方时要考虑到水溶性涂料的以下特点，以保证最佳的分散质量和效率：（1）粘度范围。（2）水稀释后的粘度变化(binhu)情况。（3）假稠现象以及颜料的特性等。第26 页/共47 页第二十六页，共47 页。五、乳胶漆n n 涂料对环境的污染主要是有机挥发物 涂料对环境的污染主要是有机挥发物(VOC)(VOC)向大气中进行的 向大气中进行的排放，降低涂料的 排放，降低涂料的VOC VOC是环境保护提出的课题之一。是环境保护提

28、出的课题之一。n n 以合成树脂代替油脂，以水代替有机溶剂，是涂料工业当前 以合成树脂代替油脂，以水代替有机溶剂，是涂料工业当前发展的方向。乳胶漆不用油脂，也不用有机溶剂，既节省了 发展的方向。乳胶漆不用油脂，也不用有机溶剂，既节省了资源，也解决了施工中的环境污染、劳动保护及火灾危险，资源，也解决了施工中的环境污染、劳动保护及火灾危险，所以得到了迅速发展。所以得到了迅速发展。n n 定义：以聚合物的微粒 定义：以聚合物的微粒(粒径在 粒径在0.1 0.1 10 m)10 m)分散在水中成稳 分散在水中成稳定乳状液者称为聚合物乳液，简称 定乳状液者称为聚合物乳液，简称(jinchng)(jinc

29、hng)乳液。聚合 乳液。聚合物乳液一般由烯类单体经乳液聚合而得。在合成的乳液中加 物乳液一般由烯类单体经乳液聚合而得。在合成的乳液中加入颜料和助剂，经研磨即成乳胶漆，也称为乳胶涂料。入颜料和助剂，经研磨即成乳胶漆，也称为乳胶涂料。（一）、概述（一）、概述(ish)(ish)第27 页/共47 页第二十七页，共47 页。（二）、乳液聚合n n(1)(1)单体单体n n 单体通常占配方量的单体通常占配方量的40405050，个别，个别情况可超过情况可超过5050，单体是形成高聚物的基，单体是形成高聚物的基础础(jch)(jch)，在一定意义上讲，单体决定，在一定意义上讲，单体决定着乳液膜及乳胶漆

30、膜的物理、化学和机械着乳液膜及乳胶漆膜的物理、化学和机械性能，因而是最重要的组分。性能，因而是最重要的组分。n n 现在乳胶漆所用乳液中最主要的是醋现在乳胶漆所用乳液中最主要的是醋酸乙烯系和丙烯酸酯系，此外还有氯乙烯酸乙烯系和丙烯酸酯系，此外还有氯乙烯系，而且广泛使用共聚单体以调整乳胶漆系，而且广泛使用共聚单体以调整乳胶漆的各种性能。所用的共聚单体如苯乙烯、的各种性能。所用的共聚单体如苯乙烯、顺丁烯二酸、偏氯乙烯等。根据应用对象，顺丁烯二酸、偏氯乙烯等。根据应用对象，应该考虑通过哪些单体的组合来满足性能应该考虑通过哪些单体的组合来满足性能要求，这是乳胶漆用乳液设计的要点。要求，这是乳胶漆用乳液

31、设计的要点。1 1基本 基本(jbn)(jbn)组分 组分第28 页/共47 页第二十八页，共47 页。表 表 列出了某些单体 列出了某些单体(dn t)(dn t)对漆膜所能提供的性能。对漆膜所能提供的性能。漆膜特性与单体(dnt)之间的关系第29 页/共47 页第二十九页，共47 页。n n 乳化剂在乳液聚合过程中能降低单体和水的界面张力，并增加 乳化剂在乳液聚合过程中能降低单体和水的界面张力，并增加单体在水中的溶解度，形成 单体在水中的溶解度，形成(xngchng)(xngchng)胶柬和乳化的单体液 胶柬和乳化的单体液滴，最后将聚合物微粒分散在水中。滴，最后将聚合物微粒分散在水中。n

32、n 乳化剂为表面活性剂，常用的乳化剂中阴离子型的如十二烷基 乳化剂为表面活性剂，常用的乳化剂中阴离子型的如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基素碳酸钠、丁二酸乙基己酪 硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基素碳酸钠、丁二酸乙基己酪磺酸钠等；非离子型的如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯 磺酸钠等；非离子型的如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等。乳化剂的用量一般为单体量的 醚等。乳化剂的用量一般为单体量的2 2一 一5 5。(2)(2)乳化剂 乳化剂(3)(3)引发 引发(ynf)(ynf)剂 剂一般采用水溶性引发剂，常用 一般采用水溶性引发剂，常用(chn yn)(chn yn)的有过硫酸的铵 的有

33、过硫酸的铵盐或钾盐，过硫酸盐作引发剂时，反应液的 盐或钾盐，过硫酸盐作引发剂时，反应液的pH pH值会不断降低，可 值会不断降低，可用碳酸钠等加以控制和调节。过硫酸盐的用量一般为单体量的 用碳酸钠等加以控制和调节。过硫酸盐的用量一般为单体量的0.1 0.1一 一0.5 0.5。第30 页/共47 页第三十页，共47 页。n n 水的多少在一定程度上决定着乳液固体分的高 水的多少在一定程度上决定着乳液固体分的高低、乳液的粘度以及漆的粘度的大小 低、乳液的粘度以及漆的粘度的大小(dxio)(dxio)。通。通常水相与分散相之比大于 常水相与分散相之比大于l l，所以乳液的固体含量，所以乳液的固体含

34、量都在 都在50 50以下。水的质量影响着乳液的稳定性，对 以下。水的质量影响着乳液的稳定性，对乳液聚合过程的平稳进行也有着相当的影响，为避 乳液聚合过程的平稳进行也有着相当的影响，为避免这种影响，现在都采用去离子水。免这种影响，现在都采用去离子水。n n 在配方设计中，要准确指出水的用量、水的质量 在配方设计中，要准确指出水的用量、水的质量以及水在制造工艺中的使用方式。以及水在制造工艺中的使用方式。(4)(4)水水第31 页/共47 页第三十一页，共47 页。2反应(fnyng)机理n n 乳液聚合反应过程包括聚合反应引发之前、聚合反应 乳液聚合反应过程包括聚合反应引发之前、聚合反应的开始阶

35、段、聚合反应的加速阶段、聚合反应的恒速 的开始阶段、聚合反应的加速阶段、聚合反应的恒速阶段、聚合反应的降速阶段。阶段、聚合反应的降速阶段。n n 乳液聚合反应机理可归纳如下：乳液聚合反应机理可归纳如下：n n 在引发剂引发下，引发反应在胶束内发生。在引发剂引发下，引发反应在胶束内发生。n n 聚合反应主要是在引发后的胶束中以及由此形成 聚合反应主要是在引发后的胶束中以及由此形成的聚合物微粒 的聚合物微粒(wil)(wil)中进行。中进行。n n 单体液滴主要发挥了单体贮藏所的作用。单体液滴主要发挥了单体贮藏所的作用。n n 由于胶束的数目常大，一个破束中几乎只可能含 由于胶束的数目常大，一个破

36、束中几乎只可能含有一个自由基，因此链终止速度显著降低，造成乳液 有一个自由基，因此链终止速度显著降低，造成乳液聚合反应速度加快，所得聚合物分子量高。聚合反应速度加快，所得聚合物分子量高。第32 页/共47 页第三十二页，共47 页。3聚合(jh)工艺n n 乳液聚合过程有间歇操作和连续操作两种方法，在涂料工业中目前 乳液聚合过程有间歇操作和连续操作两种方法，在涂料工业中目前大都采用间歇操作法，它有以下几种不同的操作工艺。大都采用间歇操作法，它有以下几种不同的操作工艺。n n(1)(1)一次加料法 一次加料法n n 即将所有组分同时加入反应器内进行聚合反应。由于烯类单体在聚 即将所有组分同时加入

37、反应器内进行聚合反应。由于烯类单体在聚合时，其热效应较大，而乳液聚合反应速度又较快，因此对于工业 合时，其热效应较大，而乳液聚合反应速度又较快，因此对于工业规模的生产装置来说，在温度控制方面比较困难。规模的生产装置来说，在温度控制方面比较困难。n n(2)(2)单体滴加法 单体滴加法n n 把单体缓慢而连续地加到乳化剂的水溶液中，常常同时滴加引发剂 把单体缓慢而连续地加到乳化剂的水溶液中，常常同时滴加引发剂的水溶液，并以滴加的速度来控制聚合反应的温度。由于该法操作 的水溶液，并以滴加的速度来控制聚合反应的温度。由于该法操作方便，聚合反应容易控制，因而被广泛采用。方便，聚合反应容易控制，因而被广

38、泛采用。n n(3)(3)乳化剂滴加法 乳化剂滴加法n n 即将物料预先 即将物料预先(yxin)(yxin)混合配成现状液，然后逐渐滴加到反应系统 混合配成现状液，然后逐渐滴加到反应系统中以进行聚合反应。该法优点是比较容易控制反应温度，但该法需 中以进行聚合反应。该法优点是比较容易控制反应温度，但该法需要预乳化，而在一般的乳液聚合配方条件下，其单体的乳状液稳定 要预乳化，而在一般的乳液聚合配方条件下，其单体的乳状液稳定性不佳，容易分层，因此必须配备预乳化设备，这样就增加了设备 性不佳，容易分层，因此必须配备预乳化设备，这样就增加了设备投资和动力消耗，所以较少采用。投资和动力消耗，所以较少采用

39、。第33 页/共47 页第三十三页，共47 页。4乳液的配方(pi fng)和工艺 下面举几个典型实例，以说明乳液的配方和工艺。采用保护胶 下面举几个典型实例，以说明乳液的配方和工艺。采用保护胶体稳定的乳液 体稳定的乳液 为稳定乳液所使用的保护胶体，通常有聚乙烯醇和纤维素，也 为稳定乳液所使用的保护胶体，通常有聚乙烯醇和纤维素，也有用 有用(y(y u yn u yn)聚乙烯基吡咯酮、聚丙烯酸、苯乙烯顺丁烯二 聚乙烯基吡咯酮、聚丙烯酸、苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚物和淀粉的。酸酐共聚物和淀粉的。第34 页/共47 页第三十四页，共47 页。金属 金属(jnsh(jnsh)乳胶漆用乳液 乳胶漆用乳液第

40、35 页/共47 页第三十五页，共47 页。有光乳胶漆用乳液 有光乳胶漆用乳液 第36 页/共47 页第三十六页，共47 页。（三）、乳胶漆配方（三）、乳胶漆配方(pi(pi fng)fng)设计 设计1 1、乳胶漆的组成、乳胶漆的组成 乳胶漆中，除了作为成膜物质 乳胶漆中，除了作为成膜物质(wzh)(wzh)的聚合物乳液 的聚合物乳液相颜料 相颜料(包括体质颜料 包括体质颜料)之外还包括较多的助剂。之外还包括较多的助剂。第37 页/共47 页第三十七页，共47 页。n n(1)(1)增稠剂 增稠剂n n 加入乳胶漆中的增稠剂能增加乳胶漆的粘度，使颜料 加入乳胶漆中的增稠剂能增加乳胶漆的粘度，

41、使颜料沉淀慢，而且沉淀松散，易搅拌均匀，防止颜色不匀，沉淀慢，而且沉淀松散，易搅拌均匀，防止颜色不匀，保证 保证(b(b ozhng)ozhng)涂料的贮存稳定性。涂料的贮存稳定性。2 2乳胶漆用助剂 乳胶漆用助剂常用 常用(chn yn)(chn yn)水系增稠剂 水系增稠剂第38 页/共47 页第三十八页，共47 页。成膜助剂实际上可以说是一种挥发性的增塑剂，它增加了聚合物粒子的塑性，在涂膜干燥过程中减慢了水的挥发速度，有利于形成连续完整的涂膜。成膜助剂的用量一般为聚合物的2左右(zuyu)。常用的是中沸点的水镕性溶剂，如乙二醇、丙二醇、己二醇、缩二乙二醇、乙二醇乙醚、乙二醇厂醚醋酸酪、苯

42、甲醇等。(3)成膜助剂第39 页/共47 页第三十九页，共47 页。上面所说的成膜助剂都能用作防冻剂，其中最常用(chn yn)的是乙二醇，用量为乳液的3 10。（5）消泡剂 消泡剂的一般用量如下：一般及高粘度乳胶漆 0.3 0.8 低粘度及水溶性乳胶漆 0.01 0.3 树脂乳液 0.03 0.5（6)防锈剂 少量的防锈剂可以防止乳胶漆在涂刷时遇到钢铁表面生锈斑的现象，常用(chn yn)的是亚硝酸钠和苯甲酸钠，用量一般为0 2 0 5。(4)防冻剂第40 页/共47 页第四十页，共47 页。3乳胶漆配方(pi fng)的设计 乳胶漆的配方变化基本上表现在乳液与颜料、填料比例 乳胶漆的配方变

43、化基本上表现在乳液与颜料、填料比例(bl)(bl)的变化上，表达这种变化的尺度首先是颜基比，的变化上，表达这种变化的尺度首先是颜基比，更科学一点说，是颜料体积浓度。颠基比或颜料体积 更科学一点说，是颜料体积浓度。颠基比或颜料体积浓度的选择取决于一系列条件，如颜料和填料的遮盖力、浓度的选择取决于一系列条件，如颜料和填料的遮盖力、施工条件、粘结剂品种等。下面数据可供参考。施工条件、粘结剂品种等。下面数据可供参考。第41 页/共47 页第四十一页，共47 页。四、乳胶漆制造(zhzo)工艺n n 乳胶漆的制造工艺 乳胶漆的制造工艺(gngy)(gngy)有色浆法、干着色法、高速搅拌 有色浆法、干着色

44、法、高速搅拌机法乳胶漆的产品以白色和浅色为主，在生产线上直接生产的 机法乳胶漆的产品以白色和浅色为主，在生产线上直接生产的主要是白色漆和调色的漆，彩色料浆是另行制备的，在制有色 主要是白色漆和调色的漆，彩色料浆是另行制备的，在制有色乳胶漆时，是将各种颜料分色研磨成色浆，最后加入制得的白 乳胶漆时，是将各种颜料分色研磨成色浆，最后加入制得的白色漆中。色漆中。n n 色浆法制造乳胶漆的流程 色浆法制造乳胶漆的流程第42 页/共47 页第四十二页，共47 页。2 2干着色法 干着色法 干着色法适用于砂壁状饰面涂料和立体花纹饰面涂料等厚涂层 干着色法适用于砂壁状饰面涂料和立体花纹饰面涂料等厚涂层(t

45、cn(t cn)涂料的制造，而色浆法适用于平壁状饰面涂料等薄涂层 涂料的制造，而色浆法适用于平壁状饰面涂料等薄涂层(t cn(t cn)涂料的制造。涂料的制造。3 3 高速分散机法 高速分散机法 乳胶漆生产线主要考虑钛白粉和填料的分散。铁白粉中有专供 乳胶漆生产线主要考虑钛白粉和填料的分散。铁白粉中有专供乳胶漆使用的极易分散的品种，有关常用的填料也都是经过超 乳胶漆使用的极易分散的品种，有关常用的填料也都是经过超纫处理的。加之建筑用乳胶漆对细度要求较低，所以乳胶漆生 纫处理的。加之建筑用乳胶漆对细度要求较低，所以乳胶漆生产线上通常只需装置高速分散机、并且把顶分散和分散作业合 产线上通常只需装置

46、高速分散机、并且把顶分散和分散作业合二为一。二为一。第43 页/共47 页第四十三页，共47 页。五、乳胶漆品种(pnzhng)实例1 1、聚丙烯酸酯乳胶漆配、聚丙烯酸酯乳胶漆配方 方(pi fng)(pi fng)第44 页/共47 页第四十四页，共47 页。2 2、聚丙烯酸酯有光乳胶漆、聚丙烯酸酯有光乳胶漆聚丙烯酸酯有光乳胶漆配方 聚丙烯酸酯有光乳胶漆配方(pi(pi fng)fng)如下：如下：第45 页/共47 页第四十五页，共47 页。它利用独特的光催化技术对空气 它利用独特的光催化技术对空气(kngq)(kngq)中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、中有毒气体有强烈的分解，消

47、除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气 氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气(kngq)(kngq)更加清新。更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达 经测试，对各种霉菌的杀抑率达99%99%以上。有长期的防霉防藻效果，纳米内墙涂料，实际上 以上。有长期的防霉防藻效果，纳米内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米外墙涂料，利用 是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度 纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强

48、的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容 高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物 易清洗污物,具有很好的杀菌、抗霉、自洁、净化空气 具有很好的杀菌、抗霉、自洁、净化空气(kngq)(kngq)、颜色稳定性较传统涂、颜色稳定性较传统涂料有明显优势的性能。料有明显优势的性能。耐擦洗性大于10000次以上，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强，使用寿命达十五年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应(fnyng)，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻性功能涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在-10到-25之内正常施工，突破了建筑涂料要求墙体湿度在10%以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量，一举三得。所以倍受建筑施工单位的欢迎。新产品简介 纳米(nm)乳胶漆、环保乳胶漆第46 页/共47 页第四十六页，共47 页。感谢您的观看(gunkn)！第47 页/共47 页第四十七页，共47 页。