年产450吨外墙涂料用弹性硅丙乳液车间工艺设计(16)
表2-11 乳化剂分类表
根据离子类型分类 根据亲水基种类分类 根据离子类型分类 根据亲水基种类分类
阴离子型乳化剂 羧酸盐 两性乳化剂 氨基酸型
硫酸盐
磺酸盐 丙胺盐型
磷酸盐
阳离子型乳化剂 伯铵盐 非离子型乳化剂 聚乙二醇型
仲铵盐
叔铵盐 多元醇型
季铵盐
(2) 乳化剂的HLB值
乳化剂亲水性和疏水性的相对大小将直接影响其使用效能，尤其是乳化效果好坏。乳化剂亲水亲油平衡值HLB(hydrophile-lipophile balance)就是用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。
每一种乳化剂都具有某一特定的HLB值，对于大多数乳化剂来说，其HLB值落在1~40之间。非离子型乳化剂的HLB处于1~20之间，离子型乳化剂HLB处在1~40之间。HLB值越低，表明其亲油性越大；HLB值越高，表明亲水性越大。一般而言HLB=4~6，大都是W/O型乳液乳化剂。HLB=8~18，则为O/W型乳液乳化剂。
(3) 乳液稳定性机理
① 离子型乳化剂的双电层静电排斥作用
吸附在乳胶粒表面的离子型乳化剂给乳胶粒表面带上一层电荷，即固定层。在固定层周围，由于静电引力，吸附层中的一部分带电粒子将扩散到周围介质中，使乳胶粒表面带上与固定层离子符号相同的电荷，而在乳胶粒周围的介质中则带上异号电荷。双电层重叠时的静电斥力和粒子间的长程范德华吸引力之间建立平衡，使聚合物乳液具有稳定性。
② 空间位阻的保护作用
对于非离子型乳化剂和水溶性聚合物稳定的乳液而言，乳胶粒表面上吸附或接枝的大分子链的集合构型使得乳胶粒周围形成一定厚度和强度的吸附层，这种空间位阻的保护作用阻碍了乳胶粒之间产生聚结，使乳液稳定。
(4) 乳化剂的选择
选择合理乳化剂，优化其用量，并确定适宜加入方式，是获得优质乳液前提条件之一。
① 所选乳化剂的HLB值应和乳液聚合体系相匹配
表2-12给出不同乳液聚合体系与乳化剂HLB的相关值。这些HLB值是在一定条件下得出的结果，可作为乳化剂粗选参考。
表2-12 不同乳液聚合体系所要求乳化剂HLB值
乳液聚合体系 HLB值 乳液聚合体系 HLB值
聚苯乙烯 13.0~16.0 聚丙烯酸乙酯 13.7
聚醋酸乙烯 15~18 聚丙烯酸乙酯 15.5
聚甲基丙烯酸甲酯 12.1~13.7 聚甲基丙烯酸甲酯/
丙烯酸乙酯(50/50) 12.0~13.1
聚丙烯酸乙酯 11.8~12.4 聚丙烯酸丁酯 14.5
对于乳液共聚合体系，所要求的HLB值可通过将各组分的HLB值按质量分数进行加权平均求取：
式中 HLB1、HLB2——共聚组分1、2的均聚物所要求的HLB值；
W1 、W2——共聚组分1、2的质量分数。
② 用于乳胶漆用乳液聚合的乳化剂通常为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的复配物，两者并用，能取得相得益彰的效果。
③ 应考虑乳化剂的临界胶束浓度尽量小、增溶度尽量大，并考虑对其后的生产工艺和聚合反应是否有影响。