第二章  合成乳液与乳液涂料

2．1概述

常用乳液涂料用乳液有以下品种：

①     醋酸乙烯酯均聚乳液（白胶）

②     醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸二丁酯共聚乳液（顺酯乳液）

③     醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液（eva乳液）

④     醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液（醋叔乳液）

⑤     醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳液（醋丙乳液）

⑥     醋酸乙烯酯-氯乙烯-丙烯酸脂共聚乳液（氯醋乳液）

⑦     纯丙烯酸酯共聚乳液（纯丙乳液）

⑧     苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液（苯丙乳液）

⑨     氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液（氯偏乳液）

⑩     有机硅氧烷-丙烯酸脂共聚乳液（硅丙乳液）

⒒丁二烯和苯乙烯共聚乳液（丁苯乳液）

⒓有机氟共聚乳液（氟碳乳液）

一般来说，单体的组成是决定乳液基本性能的最重要因素之一，是乳液涂料配方的技术基础。如，选用醋酸乙烯酯为成膜物质，该涂料只能用于室内锋装饰，而选用纯聚丙烯酸脂为成膜物质，则可制备品质优良的外墙涂料。

2．2聚合物乳液的合成

一、乳液聚合的基本原理和特点

单体在水介质中由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合反应称为乳液聚合。乳液聚合的主要组分是单体、分散介质、乳化剂。乳化剂可以使互不相溶的单体和水转变为相当稳定的乳液，这个过程叫乳化。其中原理过于复杂，这里无法全面叙述。乳液聚合的特点：①以水为介质，价廉安全；②乳液粘度小，利于搅拌、传热和管道输送；③聚合速率快，产物相对分子质量大；④使用方便；⑤残留物以有损于性能，如电性能、耐水性等。

三、乳液合成配方设计原理

㈠单体

表2-1合成乳液生产用主要单体品种及其物理性能

表2-2    乳液涂膜性能与单体品种之间的关系

单体选择的原则：

⒈耐候性：丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物要优于聚醋酸乙烯脂、聚苯乙烯。主要是分子链不易断，所以抗老化。

⒉耐碱性：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚苯乙烯优于聚醋酸乙烯酯。

⒊成膜性：以MFT（{zd1}成膜温度）表示。

乳液的成膜性与其中聚合物的玻璃化转变温度（Tg）有关。

（我没有学过《高分子物理》，以下网摘以助理解，不过，还是不太明白）

“玻璃化转变温度（Tg）就是聚合物的性能产生明显变化时的温度，高于这个温度聚合物转变成橡胶态，低于这个温度聚合物转变成玻璃态。这个转变过程中聚合物的杨氏模量有很大的变化。无定形聚合物在Tg以下时是结构材料，然后经过一个从玻璃态到橡胶态的转变阶段，同时硬度急剧下降。结晶形材料在转变成橡胶态之前会经历一个皮革态的阶段。玻璃化转变温度是高分子聚合物的特征温度之一。以玻璃化温度为界，高分子聚合物呈现不同的物理性质：在玻璃化温度以下，高分子材料为塑料；在玻璃化温度以上，高分子材料为橡胶。从工程应用角度而言，玻璃化温工程塑料使用温度的上限，是橡胶或弹性体的使用下限。

在《高分子物理》一书中对Tg解释如下：依据试样的力学性质随温度变化的特征，可以把非晶态髙聚物按温度区域不同划分为三种力学状态——玻璃态，髙弹态和粘流态。玻璃态与髙弹态之间的转变，称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃化转变温度，简称为玻璃化温度通常用Tg表示。这是宏观的解释，微观上来说，非晶态髙聚物随温度变化表现出三种力学状态，这是内部分子处于不同运动状态的宏观表现。在玻璃态下，由于温度低，髙聚物的链段处于被冻结状态，只有那些较小的运动单元如侧基等，而到达玻璃化转变温度，链段可以运动了，因此也引起了髙聚物一些性质的变化。而黏度的话，从微观来说：达到粘流状态

时是整个大分子的运动，当然其中包含了链段的运动。从这方面来说其与分子量关系更大，如果要说两者由关系的话，我想应该是Tg越大，粘度相应的就会越高吧。”

凡Tg在接近室温或室温以上的聚合物，常温下将表现出较高的硬度。反之，Tg低于零度的，常温下表现为软质外观。以此为据，可将单体分为硬单体和软单体两类，见表：

表2-3    常用软硬单体的类型及其均聚物的玻璃化转变温度

调节乳液硬度和{zd1}成膜温度的方法：

①     硬聚合物加增塑剂。

②     软硬聚合物乳液以不同比例军调配；

③     软硬单体以不同比例共聚。此种方法{zh0}。

经验公式：

Tg为共聚物的玻璃化转变温度。乳液的{zd1}成膜温度与其Tg低5---10℃，以此可以确定Tg。

二〇〇八年三月四日星期二下午10时37分