年产450吨外墙涂料用弹性硅丙乳液车间工艺设计(14)
(1) 单体品种选择
能进行乳液聚合的单体数量很多，其中在乳胶漆中应用比较广泛的有：乙烯基单体，如苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯和叔碳酸乙烯酯等；丙烯酸和甲基丙烯酸酯单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和甲基丙烯酸等。
表2-7~表2-9可作为单体品种选择的参考。
表2-7 按涂膜性能要求选用单体
性 能 要 求 选 用 单 体
户外耐久性 甲基丙烯酸酯、除(丙稀酸甲酯、丙烯酸乙酯)外的丙烯酸酯
硬度 甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸
柔韧性 丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、乙烯
耐水性 丙烯酸高烷基酯、甲基丙烯酸高烷基酯、苯乙烯
耐碱性 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯
耐洗刷性 甲基丙烯酸酰胺
附着力 丙烯酸、甲基丙烯酸
表2-8 乳胶漆常用单体的优缺点
单 体 优 点 缺 点
甲基丙烯酸甲酯 户外耐久性、硬度、耐沾污 脆，需增塑
苯乙烯 降低成本、硬度、耐沾污 耐UV性差、质脆、耐冲击性差
丙烯酸丁酯 柔韧性、耐水性 易沾污
醋酸乙烯酯 降低成本、硬度 耐水性和耐碱性较差，耐UV性差
丙烯酸、甲基丙烯酸 功能团、硬度、附着力、稳定性 影响耐水性和耐碱性
表2-9 单体在20℃水中的溶解度
单 体 溶解度/ % 单 体 溶解度/ %
丙烯酸甲酯 5.2 乙烯 1.1
醋酸乙烯酯 2.5 氯乙烯 0.60
丙烯酸乙酯 1.8 丙烯酸丁酯 0.16
甲基丙烯酸甲酯 1.5 苯乙烯 0.03
(2) 单体组成比选择
人们对乳胶漆的性能要求往往是全面的，最好是全能的，一种单体的均聚物很难满足这种要求。通过单体的组合来达到其要求，是乳胶漆用乳液设计的要点之一。
根据物体力学性质随温度变化的特征，可以把非晶态高聚物按温度区域不同划分为三种力学状态——玻璃态、橡胶态和黏流态。玻璃态与橡胶态之间的转变，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(Tg)。它是聚合物的重要特征参数。
一些单体均聚物的玻璃化温度如表2-10所示。
表2-10 单体均聚物的玻璃化温度
均聚物 Tg/℃ 均聚物 Tg/℃
聚甲基丙烯酸 130 聚丙烯酸 106
聚甲基丙烯酸甲酯 105 聚丙烯酸甲酯 8
聚甲基丙烯酸乙酯 65 聚丙烯酸乙酯 -22
聚甲基丙烯酸正丙酯 33 聚丙烯酸正丙酯 -52
聚丙烯酸羟乙酯 -15 聚丙烯酸正丁酯 -54
对于聚合物乳液产品,提高聚合物的Tg有利于膜材料硬度等力学性能的提高,但同时会提高产品的MFT,而不利于施工。因此对于聚合物乳液产品,聚合物的Tg必须与其MFT相适应才能获得良好的施工性能和使用性能。另外，影响MFT的因素很多。为了既保证乳液产品的性能,又使施工易于进行,人们常常在乳液中加入低相对分子质量的有机物(成膜助剂)以降低其MFT。