年产450吨外墙涂料用弹性硅丙乳液车间工艺设计(9)
此外，在传统的乳液聚合中，由于所用的小分子乳化剂只是物理吸附在乳液粒子表面上，乳化剂残留在产物中，影响涂膜的耐水性、光泽、附着力等性能，且小分子乳化剂易发生表面迁移，被雨水冲掉留下孔洞，影响涂膜外观，易积尘。采用既有表面活性、又有反应性基团的共聚单体,使之键合在聚合物粒子上,以提高乳液稳定性和清除残留乳化剂，是提高乳液稳定性和涂膜性能的重要手段[7]。近年来，这方面的研究十分活跃。
1.3.3乳液性能
由于硅丙乳液特殊的聚合原理，使得该乳液具有特殊的性能：
(1)由于硅丙乳液羟基和羧基螯合的结果，使该乳液具有很强的附着力和渗透力。用它调制的乳胶漆可完全渗透到水泥基材的毛细孔里，使涂膜的附着力大大提高，拉伸强度可达到2.5MPa以上。
(2)由于纳米二氧化硅是达到纳米级的无机材料，粒径细小，反射率高。对中波UVB(280～320nm)反射率为85%，对短波UVB(200～280nm)反射率为70%～80%，因而抗紫外线能力强，使得涂膜感温性特别小，强度极少受气候温度变化的影响，极大地提高了成品工程的耐候性和耐老化性。
(3)由于纳米二氧化硅无机材料的作用，使涂膜的抗黏连性极大提高，抗污染能力强。特别是用作外墙涂料，可以减少灰尘的黏附和污染，自洁性特别好，不但达到使用功能，而且向装饰功能发展，使墙体较长时间保持新涂刷的视觉感觉，提高建筑物的外观效果，增强城市美感。
(4)由于无机材料和有机材料的刚性复合，使涂膜耐洗刷性极大提高。试验表明，添加40%的硅丙乳液配制的弹性乳胶漆，耐洗刷次数可达到10000次以上，远远高于国家标准的2000次。
(5)由于螯合交联及有机、无机材料的协同作用，使涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热阻燃性均得到加强。涂膜除具有防水机理外，还具有疏水机理，使水分子与涂膜不相容，从根本上解决了水分子的透过问题，可以有效地防止雨水对墙体基材的侵蚀，使保温效果得到保证。
(6)由于有机材料本身就具有柔性和弹性，再加上无机材料的螯合交联，涂膜的柔性和弹性得到加强。用它制备的乳胶漆，断裂延伸率达到500%以上，可以有效地防止因温差造成的收缩裂纹，还可抵抗建筑物轻微振动对涂膜产生的应力变形。
1.3.4有机硅中间体的合成[7]
中间体由环状有机硅单体与乙烯基有机硅单体在碱催化下，于176℃进行5-7 h回流反应合成，反应至无明显回流时结束。
本研究设计了2种不同分子量的有机硅中间体，其理论分子量和黏度如表1-1所示。
项目 中间体1 中间体2
理论分子量 2554 7586
黏度/(mPa•s) 150 196
表 1-1 2种有机硅中间体的理论分子量和黏度
1.3.5硅丙共聚乳液的制备[7]
硅丙乳液采用半连续乳液聚合法。其操作为：将有机硅中间体(或有机硅单体)与丙烯酸酯单体混合均匀，将所有乳化剂和水放入四口烧瓶中，搅拌，加温，当温度升至40℃左右时，加入1／5的丙烯酸酯单体，搅拌15—30 min，升温至70℃时加入1／4的引发剂过硫酸钾，升温至78℃左右，停止加热，由于放热反应，系统继续升温至83～85℃，待温度降至78℃左右后，保温0．5 h。在78℃左右滴加其余丙烯酸酯混合单体和1／2引发剂，6-7 h内滴完，再加入剩余的1／4引发剂，升温至83℃左右并保温1 h，冷却至室温，过滤，用氨水调节pH值至中性，即制得带蓝光的硅丙乳液。