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1、聚合物乳液涂料综述学院：材料科学与工程学院专 业：高分子材料与工程班 级:高分子09-1班学号：指导老师：浅谈聚合物乳液涂料摘要：目前节约能源、开发资源、减少污染已成为工业发展的当务之急，用水乳 液涂料代替有机溶剂涂料势在必行。作为水性涂料中的主要产品聚合物乳液涂料 成为涂料工业发展的方向，越来越引起世界各国的重视。关键词：聚合物乳液涂料 优点发展前景正文：一. 聚合物乳液涂料的概念与组成涂料定义是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成 美观而有一定强度的连续性保护膜、或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细 化工产品。它可以遮盖被涂面上的各种缺陷，使其美观，即具有装饰性；它可
2、以 控制水分，隔绝空气中的二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等腐蚀性气体，防止气候 对被涂物影响及金属底材生锈，即具有保护功能；它可以赋予被涂物表面各种颜 色，具有标志作用。此外，涂料还赋予被涂物体一些特殊功能，例如，电子工 业中使用的导电、导磁涂料；航空航天工业上的耐高温烧蚀涂料；军事上的伪装 和隐形涂料等等，这些特殊功能的涂料对于高新技术的发展有着重要的作用。在众多的涂料中，应用最广泛的是溶剂型涂料和聚合物乳液涂料。聚合物乳 液涂料又叫胶乳涂料，也有人称之为“乳胶漆气乳液涂料的主要成分是聚合物 水乳液，其中聚合物乳胶粒是成膜物质。向聚合物乳液中加入颜料、填料、保护 胶体、增塑剂、润湿剂、增稠剂、流
3、平剂、防冻剂、消泡剂、防锈剂、防霉剂、 防老剂等辅助材料后，经过研磨或分散处理，即可制成聚合物乳液涂料。成膜物质：乳液乳液涂料是以合成树脂乳胶为主要成膜物质，其作用是自身能形成透明膜， 同时又能抓住颜料，附着在基材上形成不透明涂膜，从而提供涂层基本的物理性 能。乳液在乳液涂料中作为基料，开膜后抓住颜填料，附着在墙体上形成涂膜， 提供涂层基本物理性能及各种耐受性，是乳胶漆中最关键的组份。乳液是在表面 活性剂存在下进行聚合反应所制备的聚合物水分散体。乳液聚合物的分子量高， 并且分子量分布狭窄，所以作为涂料的成膜物有较好的机械性能。体质颜料体质颜料又称填料，将其加入乳液涂料中可增进涂料的流动性，可使
4、涂膜消 光，并对提高涂料的遮盖力有贡献，还可以降低乳液涂料的成本。常用的体质颜 料有轻质碳酸钙、磁土、滑石粉、云母粉、重品石粉、二氧化硅粉、硅藻土、硅 钙粉、硫酸钡等着色颜料着色颜料将赋予涂膜所要求的各种色泽。可直接加入到乳液中，也可先制成 色浆，再加入体系中。配制色浆需加入分散剂和增稠剂，为了提高颜料的着色力， 需要充分研磨，以提高其分散程度。使用最多的白色颜料是钛白粉、锌钡白及氧 化锌（锌白）。对彩色颜料来说，无机颜料和有机颜料都能使用，有机颜料色彩 鲜艳，但稳定性和耐光性差，日久易褪色或变色，故室外应用时，一般选用无机 颜料。常用的无机颜料有铁红、铁黄、铁黑、铁棕、氧化铭绿、钛竦黄等。最
5、常 用的有机颜料有钛菁蓝、钛菁绿、钛菁红、耐晒黄等。分散剂为了使颜料充分发挥其着色作用，需向乳液涂料中加入分散剂，分散剂可以 把处于聚结状态的颜料颗粒分散成单个粒子，并使其稳定的分散在涂料中。常用 的分散剂有三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、六偏磷酸钠、烷基磺酸钠甲醛缩合物和低 分子量聚丙烯酸盐等。润湿剂润湿剂能降低液体和固体间的表面张力，能使固体表面被液体所润湿，防止 颜料颗粒聚结，有助于保持涂料的分散稳定性，并可以改善涂料的流动性。常用 的润湿剂有聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚等非离子型表面活性 剂。增稠剂增稠剂能显著提高涂料的表观粘度，并赋予涂料以触变性。加入增稠剂可防 止涂装时涂料流挂
6、，在贮存过程中颜料沉降并可改善涂料涂刷时的操作性能及提 高涂膜丰满性。常用的增稠剂为水溶性的聚合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚 乙烯基毗咯烷酮、苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素等。 水溶性聚合物的分子量越大，其增稠效果就越好。增稠剂用量则可以减少，但若 其分子量太高时，涂料流平性变差。涂膜会产生明显的刷痕。增塑剂向乳液涂料中加入增塑剂可降低乳液聚合物的玻璃化温度，并赋予涂膜以柔 韧性，同时可降低乳液涂料的最低成膜温度，改善其施工流动性。乳液涂料成用 的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酯、聚酯等、成膜助剂成膜助剂是一种中等沸点的水溶性助剂，既能和聚合物溶解
7、，又能溶于水相， 在水相和乳胶粒间按比例进行分配。溶解到聚合物胶粒中的那部分成膜助剂实际 上起增塑剂的作用，它可以降低涂料的最低成膜温度，有助于乳胶粒的相互渗透 和融合，有助于形成高质量的漆膜。常用的成膜助剂有乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、 乙二醇、丙二醇、己二醇、乙二醇笨醚、二甲苯、苄醇等。防霉剂为了防止涂料和涂膜发霉，需要加入防霉剂，常用的新型防霉剂有磷酸间甲 酚、苄基漠代乙酸酯、四氯间苯二腈等。防冻剂防冻剂的作用是为了改善涂料低温储存性即涂料的抗冻性。最常用的防冻剂 为乙二醇。消泡剂消泡剂的作用就是为了消除涂料在生产和施工过程中产生的泡沫或预先防 止泡沫的产生。常用的消泡剂有8-12碳的脂肪醇
8、、磷酸三丁酯、多聚丙二醇、 松油醇、某些水溶性硅油和有机硅分散液等。二. 乳液涂料的分类按照产品的组成可以分为：1. 聚醋酸乙烯酯均聚物乳液涂料这种涂料一般利用水解度80%左右的聚乙烯醇为保护胶体，固含量为50% 左右，一般加入5%20%的增塑剂，常用增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三甲 苯酯等。该涂料保色性好，但耐水性、耐碱性差，不意外用，适合作内墙涂料、 水溶性腻子和底层涂料。2. EVA乳液涂料EVA乳液涂料系醋酸乙烯酯和乙烯共聚物涂料。该种涂料强度高、耐磨、耐 水性、耐碱性、耐候性和抗污性好，可作内外墙涂料。3. 丙烯酸酯系聚合物乳液涂料丙烯酸酯系聚合物乳液涂料又称全丙乳液涂料，也称纯丙
9、乳液涂料。是应用 最为广泛的一类乳液涂料，它既可以应用在建筑工业中作内外墙涂料和屋面防水 涂料，又可以应用在纺织工业中作织物涂层剂，在皮革工业中作皮革涂饰剂，同 时也可用作金属、木材涂料等。4. 醋酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚物乳液涂料醋酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚物乳液涂料又称乙丙乳液涂料或醋-丙乳液涂 料。由于在共聚物链中引入了 20%-30%的丙烯酸酯，从而提高了耐水、耐碱、耐 候、耐光、耐老化和颜料的结合力等性质。这类涂料不用外加增塑剂，而是采用 丙烯酸高级脂肪酸醇酯进行内增塑。这类涂料主要用作内墙涂料。5. 苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液涂料苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液涂料又称笨-丙乳液涂料，是一种用
10、苯乙烯改 性的丙烯酸酯系共聚物乳液涂料。它用苯乙烯部分或全部代替纯丙乳液的的甲基 丙烯酸甲酯。由于在共聚物链中引入了苯乙烯链段，可提高涂膜的耐水性，耐碱 性、硬度、抗污性。这类涂料保光性、保色性、户外耐久性、抗污性好，和颜填 料粘结强度高，大量用作外墙涂料。6. 丁苯乳液涂料丁苯乳液是丁二烯和苯乙烯两种单体的共聚物乳液，丁二烯和苯乙烯的比例 在75： 25到15:85之间波动，配比不同，其漆膜的软硬程度不同。用这种乳液 制成的乳液涂料用作板纸涂层涂料，可得高质量的铜版纸、白板纸和箱板纸。7. 醋酸乙烯酯和顺丁烯二丁酯共聚物乳液涂料醋酸乙烯酯和顺丁烯二丁酯共聚物乳液涂料有人称作醋顺乳液涂料。单体
11、顺 丁烯二酸二丁酯起内增塑作用，其用量越少，硬度则越高、漆膜越脆；若其用量 越大，则其漆膜越软，耐洗刷性和附着力降低。要根据对涂膜的质量要求及颜料 和基料的比等通过实验来确定其用量，在一般情况下，顺丁二烯二丁酯用量约占 单体总量的15%-%25.这种涂料主要作内墙涂料和外墙涂料。8. 聚偏二氯乙烯乳液涂料聚偏二氯乙烯乳液涂料具有优良的耐水、耐油、耐溶剂和耐化学性能，且涂 膜光泽性好，加入颜料后仍然保持较高的光泽，故可作有光涂料，其主要缺点是 漆膜容易泛黄。9. 聚硫-偏丙乳液涂料聚硫-偏丙乳液涂料是将聚硫乳液和偏丙乳液并用而制得的一种乳液涂料， 这种涂料具有突出的耐油性，同时具有耐水性好，透气
12、性低及对非金属材料粘结 力大等特点，用作混凝土内表面涂层具有很大的发展前途。10. 聚合物-沥青乳液涂料聚合物-沥青乳液涂料是将阴离子型聚合物乳液和乳化沥青的混合物作为基 料的乳液涂料。常用的聚合物乳液有丙烯酸系聚合物乳液和氯丁胶乳。这类涂料 结合了乳液聚合物和沥青二者的特点，成膜快，粘结力强，耐老化，防水性能好， 抗基材形变能力强，且该涂料冷法操作，安全便捷，节能。11. 有机-无机复合乳液涂料聚合物乳液涂料有许多优点，但漆膜硬度低，耐擦洗性差、耐溶剂性差、耐 热性差、与水泥等碱性材料结合力较差，且价格较高。但无机涂料，如硅溶胶， 无毒、无味、耐久性好、与无机材料包括水泥等碱性基材粘结强度高
13、、硬度高、 耐热、耐溶剂、耐擦洗。且价格便宜。若将其复合使用，通过有机吸附层，在有 机和无机组分之间形成化学键或靠静电作用而结合起来，这样制成的乳液涂料可 是二者性能互补。目前已经投放市场的有机-无机复合乳液涂料，无机成分主要 是硅溶胶，而有机成分主要是聚丙烯酸酯。有机-无机复合乳液涂料综合性能良 好，对各种基材粘结强度高，其涂膜力学性能好，耐碱、耐热、耐污、耐溶剂、 有一定的透气性，并有一定的阻燃性，且其涂膜平整光滑，外观丰满。主要在土 木建筑中作内外墙涂料。12. 聚氨酯乳液涂料聚氨酯乳液涂料是由外乳化法或自乳化法制成的。外乳化法靠外加乳化剂和 剪切作用使聚氨酯乳胶粒悬浮到介质中，而自乳化
14、法靠在聚氨酯分子链上的亲水 基团形成稳定的乳液。聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液都可以作皮革涂饰剂和织物 涂层剂，聚丙烯酸酯涂膜虽然具有很多优良性能，但其耐寒性、耐溶剂性及耐磨 性尚嫌不足。而聚氨酯涂膜或聚氨酯和聚丙烯酸酯共混物涂膜则可以克服这些缺 点，可赋予皮革或织物以优良的粘结力、弹性、耐磨性、耐挠曲性、耐折性、耐 干擦及湿擦性、耐热性、耐寒性、耐化学性及耐水性，并可赋予皮革和织物丰满 柔软的手感及光亮、粒面平细、毛孔或布纹清晰的外观。三. 聚合物乳液涂料产品的优缺点优点和溶剂型涂料相比，聚合物乳液涂料有许多优点：1. 乳液涂料以水为介质，无毒、无味、不燃、不爆、不污染环境、不会带来 因有机溶剂
15、挥发而造成的劳动保护问题和生产事故问题。2. 流动性好，乳液涂料，由于聚合物以彼此孤立的乳胶粒形式分散在水相中， 即使在高聚合物浓度的情况下，其流动性也非常好。同时乳液涂料的粘度与聚合 物分子量大小无关。因此乳液涂料要比同量的的溶剂型涂料涂敷面积大、涂膜薄， 并可以得到高质量的涂膜。3. 施工方便快捷，机具易于清洗。乳液涂料具有很好的施工性能，流动性好， 既可以刷涂，又可以辊涂、喷涂，施工方便，技术容易掌握。干燥速度快，涂刷 后水分基本挥发干净就能成膜。4. 涂层性能优良，利用乳液涂料可以得到性能优良的涂层，可具有很好的 弹性和曲挠性，并具有很高的和水泥、木材、石料、金属等粘附强度。此外，乳
16、液涂料的涂膜还具有很好的耐老化性、耐候性、耐水性、耐碱性、耐腐蚀性等性 能。5. 良好的透水透气性。当涂膜内外温差大时，不会起泡和脱落。6. 聚合物乳液涂料用合成树脂代替油脂，以水来取代有机溶剂，可有效的节 约资源，并可以显著地降低涂料的成本，还可以减少因有机溶剂挥发而造成的劳 动保护问题和生产事故问题。缺点但乳液涂料也有缺点，如漆膜硬度低，耐擦洗性差、耐溶剂性差、耐热性差、 与水泥等碱性材料结合力较差，且价格较高。并且在最低成膜温度以下不能形成 连续的漆膜，对于玻璃化温度高的聚合物来说，室温成膜困难；在低温、潮湿条 件下，干燥慢，成膜困难；难以形成高光泽的涂膜；在金属或塑料上涂饰时， 易形成凹凸不平的涂膜等。四. 聚合物乳液涂料的发展前景目前节约能源、开发资源、减少污染已成为工业发展的当务之
