助劑對(duì)聚醋酸乙烯酯乳液涂料對(duì)比率的影響

萬(wàn)艷慧，徐翠香，許雯倩，徐凱杰

(南京科技職業(yè)學(xué)院化工與材料學(xué)院，江蘇 南京 210048)

目前在整個(gè)涂料行業(yè)中，以水為介質(zhì)的水性涂料快速發(fā)展。聚醋酸乙烯酯乳液涂料作為涂料領(lǐng)域的一大熱門，研究開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用水性涂料日益為人們所重視，所以對(duì)助劑要求、涂料性能指標(biāo)的也越來(lái)越嚴(yán)格。而對(duì)比率作為參考涂料好壞的一項(xiàng)重要性能，是測(cè)量白色及淺色涂料遮蓋能力的重要指標(biāo)。在聚醋酸乙烯酯乳液涂料中對(duì)比率越高，其遮蓋力越好，而相同數(shù)量的涂料，涂刷面積就越大[1]。反之，涂料對(duì)比率較低的產(chǎn)品，其遮蓋力或消除底材顏色的能力也就越弱。

1 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

1.1 實(shí)驗(yàn)步驟

1）啟動(dòng)分散機(jī)，在攪拌狀態(tài)下，依次加入203.0ml去離子水、2.0g纖維素、6.0g丙烯酸鈉鹽、1.5g液體石蠟、1.0g潤(rùn)濕劑OP-10、用AMP95有機(jī)胺調(diào)節(jié)pH至7～8，使纖維素完全溶解。

2）緩慢加入40.0g鈦白粉、110.0g滑石粉和280.0g碳酸鈣，調(diào)整轉(zhuǎn)速攪拌一段時(shí)間后，用細(xì)度計(jì)測(cè)混合溶液細(xì)度，使溶液細(xì)度不超過(guò)70μm。

3）攪拌狀態(tài)下依次加入20.0g去離子水、25.0g丙二醇、4.5g十二碳醇酯、180.0g聚醋酸乙烯酯乳液，繼續(xù)加入1.5g液體石蠟，調(diào)整轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，直至攪拌均勻，得到白色涂料，?shí)驗(yàn)結(jié)束。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，改變助劑質(zhì)量，完成實(shí)驗(yàn)。

1.2 主要儀器

C84-Ⅱ反射率測(cè)定儀、線棒涂布器（規(guī)格100μm）

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

在已給定濕膜或涂布量的條件下，利用反射率測(cè)定儀分別測(cè)定出涂膜在標(biāo)準(zhǔn)黑白板上的反射率，黑板與白板反射率的比值即為對(duì)比率[2]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 纖維素對(duì)PVAc對(duì)比率的影響

增稠劑作為一種流變助劑，在加入增稠劑后依然能給予涂料優(yōu)異的機(jī)械及物理化學(xué)穩(wěn)定性[3]。且任何一類的增稠劑都有其特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)選用羥乙基纖維素作增稠劑，通過(guò)改變羥乙基纖維素的質(zhì)量分析增稠劑對(duì)涂膜對(duì)比率的影響。

圖1為增稠劑纖維素對(duì)聚醋酸乙烯乳液涂料對(duì)比率的影響。

圖1 纖維素對(duì)對(duì)比率的影響圖Figure1 the effect of cellulose on the ratio

實(shí)驗(yàn)要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使纖維素的質(zhì)量依次增加，用反射率測(cè)定儀測(cè)其對(duì)比率，計(jì)算涂膜對(duì)比率。分析折線圖可得：隨著纖維素用量的增加，涂料的對(duì)比率呈相對(duì)平緩的趨勢(shì)，纖維素對(duì)對(duì)比率無(wú)影響。由于增稠劑進(jìn)入體系的分散介質(zhì)——水相中，主要令其體系的黏度增加，通過(guò)增稠劑的其它作用機(jī)理可以明顯發(fā)現(xiàn)增稠劑對(duì)涂料黏度的影響最大，而對(duì)涂料對(duì)比率產(chǎn)生不了影響。

2.2 聚丙烯酸鈉鹽對(duì)PVAc對(duì)比率的影響

分散劑將細(xì)粒顏料和填料潤(rùn)濕并分散在基料中，它的潤(rùn)濕機(jī)理與涂料對(duì)涂裝基材表面的潤(rùn)濕完全相同，但潤(rùn)濕分散劑潤(rùn)濕的是不規(guī)則的粒子表面，潤(rùn)濕后表面活性劑長(zhǎng)期吸附在粒子表面，使其粒子始終保持分散狀態(tài)[4]。實(shí)驗(yàn)選用聚丙烯酸鈉鹽作分散劑，通過(guò)改變聚丙烯酸鈉鹽的質(zhì)量分析分散劑對(duì)涂膜對(duì)比率的影響。

圖2為分散劑聚丙烯酸鈉鹽對(duì)聚醋酸乙烯乳液涂料對(duì)比率的影響。

圖2 聚丙烯酸鈉鹽對(duì)對(duì)比率的影響圖Figure2 effect of sodium polyacrylate on the ratio

實(shí)驗(yàn)要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使聚丙烯酸鈉鹽的質(zhì)量依次增加，用反射率測(cè)定儀測(cè)其對(duì)比率，計(jì)算涂膜對(duì)比率。分析可得：隨著聚丙烯酸鈉鹽質(zhì)量的增加，當(dāng)聚丙烯酸鈉鹽的質(zhì)量為6g時(shí)，涂料的對(duì)比率最大，質(zhì)量繼續(xù)增加時(shí)，涂料的對(duì)比率會(huì)有所下降。選擇合適的分散劑用量不僅可以控制絮凝作用，而且可以控制顏料研磨、粉碎時(shí)間，從而提高工作效率。

2.3 十二碳醇酯對(duì)PVAc對(duì)比率的影響

十二碳醇酯可以被吸收在乳液粒子上，軟化粒子并在涂裝時(shí)引起更好的融合。能很好改善涂料的可擦洗性、可補(bǔ)漆性，有效提高涂層的展色性，降低乳膠涂料的最低成膜溫度，也可有效的聚結(jié)乳液粒子。實(shí)驗(yàn)中選用十二碳醇酯做聚結(jié)劑，通過(guò)改變十二碳醇酯的質(zhì)量，分析其對(duì)涂料對(duì)比率的影響。

圖3為凝聚劑十二碳醇酯對(duì)PVAc涂料對(duì)比率的影響。

圖3 十二碳醇酯對(duì)對(duì)比率的影響圖Figure3 the effect of dodecyl ester on the ratio

實(shí)驗(yàn)要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使十二碳醇酯的質(zhì)量依次增加，用反射率測(cè)定儀測(cè)其對(duì)比率，并算出涂膜對(duì)比率。分析可得：隨著十二碳醇酯質(zhì)量的增加，涂料對(duì)比率呈上升趨勢(shì)。

2.4 丙二醇質(zhì)量對(duì)PVAc對(duì)比率的影響

成膜助劑又稱為聚結(jié)劑、助溶劑或共溶劑，在漆膜干燥過(guò)程中，水分揮發(fā)后余下的成膜助劑是聚合物微滴溶解并交融成連續(xù)的膜，并且會(huì)對(duì)成膜聚合物起短時(shí)間的增塑作用[5]。實(shí)驗(yàn)選用丙二醇作成膜助劑，通過(guò)改變丙二醇的質(zhì)量分析成膜助劑對(duì)涂料對(duì)比率的影響。

圖4為成膜助劑丙二醇對(duì)聚醋酸乙烯乳液涂料對(duì)比率的影響。

圖4 丙二醇對(duì)對(duì)比率的影響圖Figure 4 the effect of propylene glycol on the ratio

實(shí)驗(yàn)要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使丙二醇的質(zhì)量依次增加，用反射率測(cè)定儀測(cè)其對(duì)比率，并算出涂膜對(duì)比率。分析得到：隨著丙二醇質(zhì)量的逐漸增加，涂料的對(duì)比率變化不定，呈不規(guī)律的變化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可控因素如加入顏填料的速度，涂膜的厚度，涂膜的實(shí)際干燥程度都不易保持統(tǒng)一，涂抹制作中線棒的涂刮力度無(wú)法保持一致，反射率測(cè)定儀的校準(zhǔn)也存在一定的誤差，以及溫度、濕度等這些因素的影響都會(huì)對(duì)涂料的對(duì)比率產(chǎn)生不確定性。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)介紹了聚醋酸乙烯酯乳液涂料中各功能助劑增稠劑纖維素、分散劑聚丙烯酸鈉鹽、凝聚劑十二碳醇酯、成膜助劑丙二醇對(duì)PVAc涂料對(duì)比率的影響。結(jié)果表明：纖維素對(duì)涂料對(duì)比率無(wú)影響；當(dāng)聚丙烯酸鈉鹽質(zhì)量為6g時(shí)，涂料對(duì)比率最高；對(duì)比率隨著十二碳醇酯質(zhì)量的增加而升高；當(dāng)丙二醇的質(zhì)量增加時(shí)，涂料對(duì)比率呈無(wú)規(guī)則變化。