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1、精 化 1022姚 世 先丙 烯 酸 酯 乳 液 涂 料 的 生 產(chǎn) 一 、 簡 述1、 定 義 丙 烯 酸 樹 脂 是 以 丙 烯 酸 酯 和 甲 基 丙 烯 酸 酯 為 主 要原 料 合 成 的 樹 脂 , 由 丙 烯 酸 酯 為 主 要 基 料 的 涂 料 屬丙 烯 酸 酯 涂 料 。 丙 烯 酸 酯 和 甲 基 丙 烯 酸 酯 的 分 子 結構 式 如 下 :其 中 , R為 1 18碳 原 子 烷 基 , 也 可 以 是 帶 各 種 官 能 團的 烷 基 , 他 們 統(tǒng) 稱 丙 烯 酸 酯 單 體 2、 特 性性 能 : 丙 烯 酸 酯 有 很 強 的 光 、 熱 和 化 學 穩(wěn) 定
2、 性 , 丙 烯 酸 酯 樹 脂 涂 料 具 有 很 好 的 耐 候 性 、 耐 污 染 性 、 耐 酸 、 耐 堿 等 性 能 。 應 用 : 可 用 于 汽 車 面 漆 、 建 筑 外 墻 涂 料 , 其 他 外 用 工 業(yè) 涂 料 。 3、 品 種 及 用 途 溶 劑 型 涂 料 是 以 有 機 溶 劑 為 分 散 介 質 而 制 得 的 建 筑 涂 料 。 雖 然溶 劑 型 涂 料 存 在 著 污 染 環(huán) 境 、 浪 費 能 源 以 及 成 本 高 等 問 題 , 但 溶劑 型 涂 料 仍 有 一 定 的 應 用 范 圍 , 還 有 其 自 身 明 顯 的 優(yōu) 勢 。 無 溶 劑 涂
3、料 就 是 涂 料 在 施 工 和 固 化 的 過 程 中 沒 有 溶 劑 的 揮發(fā) 。 無 溶 劑 涂 料 最 突 出 的 優(yōu) 點 , 能 夠 減 少 有 機 溶 劑 揮 發(fā) 對 空 氣的 污 染 。 凡 是 用 水 作 溶 劑 或 者 作 分 散 介 質 的 涂 料 , 都 可 稱 為 水 性 涂 料 。水 性 涂 料 包 括 水 溶 性 涂 料 、 水 稀 釋 性 涂 料 、 水 分 散 性 涂 料 ( 乳膠 涂 料 ) 3種 。 各 種 水 基 丙 烯 酸 酯 涂 料 性 能 比 較 水 溶 性 內(nèi) 墻 涂 料 的 技 術 質 量 要 求序 號 項 目 技 術 要 求 類 類1 容 器
4、 的 狀 態(tài) 無 結 塊 、 沉 淀 和 絮 凝2 粘 度 ( S) 30-753 細 度 ( um) 1004 遮 蓋 力 ( g m2) 3005 白 度 ( %) 80 水 溶 性 內(nèi) 墻 涂 料 的 技 術 質 量 要 求序號 項 目 技 術 質 量 要 求 類 類6 涂 膜 外 觀 平 整 、 色 澤 均 勻7 附 著 力 ( %) 1008 耐 水 性 無 脫 落 、 起 泡 和 皺 皮9 耐 干 擦 性 ( 級 ) 110 耐 洗 刷 性 ( 次 ) 300 二 、 聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 的 制 備配 方 組 成 工 藝 流 程( 半 連 續(xù) 法 ) 乳 液 型 丙 烯 酸
5、 酯 涂 料 的 配 制 涂 料 基 本 組 成 涂 料 一 般 由 成 膜 物 、 顏 ( 填 ) 料 、 溶 劑 ( 或 稀 釋劑 ) 和 助 劑 組 成 。 涂 料 施 工 后 , 隨 著 溶 劑 和 稀 釋劑 的 揮 發(fā) , 成 膜 物 干 燥 成 膜 。 成 膜 物 可 以 單 獨 成膜 , 也 可 以 粘 結 顏 ( 填 ) 料 等 物 質 共 同 成 膜 , 所以 也 稱 粘 結 劑 , 它 是 涂 料 的 基 礎 物 質 , 常 稱 為 基料 、 漆 料 和 漆 基 。 溶 劑 功 能 : ( 1) 溶 解 聚 合 物 樹 脂 ; ( 2) 調 節(jié) 涂 料 體 系 的 流 變
6、性 能 , 改 善 加 工 性 能 , 使 涂 料 便于 涂 裝 ; ( 3) 改 進 涂 料 的 成 膜 性 能 , 進 而 影 響 涂 料 的 附 著 力 和 外 觀; ( 4) 靜 電 噴 涂 時 調 整 涂 料 的 電 阻 , 便 于 施 工 ; ( 5) 防 止 涂 料 和 涂 膜 產(chǎn) 生 病 態(tài) 和 缺 陷 , 如 橘 皮 、 發(fā) 花 、 浮色 、 起 霧 、 抽 縮 等 。 溶 劑 的 選 擇 一 般 需 要 考 慮 溶 劑 的 溶 解 能 力 、 揮 發(fā) 速 度 、 粘度 、 表 面 張 力 、 安 全 性 、 毒 性 及 成 本 。 顏 料在 乳 膠 涂 料 中 , 基 料
7、與 顔 料 是 重 要 的 組 成 部 分 , 在 顔 料 和 基 料 已經(jīng) 確 定 的 情 況 下 , 涂 膜 的 構 造 和 物 理 性 能 基 本 上 取 決 于 二 者 之比 。 顔 /基 比 ( P/B) : 顔 料 分 ( 即 顔 料 和 填 料 ) 的 質 量 百 分 數(shù) 對 固體 樹 脂 ( 不 揮 發(fā) 分 ) 質 量 百 分 數(shù) 的 質 量 比 顔 料 體 積 濃 度 ( PVC) : 顔 料 體 積 濃 度 是 涂 膜 中 顔 料 的 體 積在 涂 膜 總 體 積 中 所 占 的 百 分 比 臨 界 顔 料 體 積 濃 度 ( CPVC) 臨 界 顔 料 體 積 濃 度 是
8、 指 基 料 聚 合物 正 好 覆 蓋 顔 料 粒 子 表 面 并 充 滿 顔 料 粒 子 堆 積 空 間 時 的 顔 料 體積 濃 度 通 常 外 用 型 的 P/B 為 ( 2.0 4.0) : 1.0, 較 為 適 宜 的 是 3.0: 1.0。 內(nèi) 用 乳 膠 涂 料 在 ( 4.0 7.0) : 1.0 范 圍 內(nèi) 。 如 為 有 光 乳 膠 涂 料 , P/B 往 往 要 小 于 1.0。 PVC、 CPVC 在 設 計 涂 料 配 方 時 起 什 么 作 用 PVC CPVC時 , 顔 料 粒 子 分 散 在 基 料 聚 合 物 的 連 續(xù)相 里 , 形 成 所 謂 “ 海 -島
9、 ” 結 構 在 達 到 C.P.V.C.值 時 , 涂 膜 中 恰 好 有 足 夠 的 基 料 潤濕 質 點 。 但 隨 著 顔 料 的 增 加 , PVC 超 過 某 一 極 限 值 時 ,基 料 聚 合 物 就 不 能 將 顔 料 粒 子 間 的 空 隙 完 全 充 滿 , 這 些未 被 填 充 的 空 隙 就 潛 藏 在 涂 膜 中 , 因 而 涂 膜 的 物 性 以 該 PVC 的 極 限 值 為 界 限 , 開 始 急 劇 下 降 。 所 以 , 高 性 能 或外 用 涂 料 配 方 的 PVC 一 般 不 應 超 過 CPVC, 否 則 涂 膜 許 多 物 性 將 受 到 不 利
10、 影 響 。 反 之 , 一 般 性 能 或 內(nèi) 用 涂 料 配 方 的 PVC 可 超 過 CPVC 填 料 的 主 要 成 分 填 料 亦 稱 體 質 顏 料 , 大 多 是 白 色 或 稍 有 顏 色 的 粉體 , 不 具 備 著 色 力 和 遮 蓋 力 , 但 具 有 增 加 膜 的 厚度 、 調 節(jié) 流 變 性 能 、 改 善 機 械 強 度 、 提 高 膜 的 耐久 性 和 降 低 成 本 等 作 用 。 碳 酸 鈣 是 涂 料 用 的 主 要 填 料 , 包 括 重 質 碳 酸鈣 (天 然 石 灰 石 經(jīng) 研 磨 而 成 ) 和 輕 質 碳 酸 鈣 ( 人工 合 成 ) 兩 類
11、, 廣 泛 用 于 各 類 涂 料 。 滑 石 粉 是 一 種 天 然 存 在 的 層 狀 或 纖 維 狀 無 機礦 物 它 能 提 高 漆 膜 的 柔 韌 性 , 降 低 其 透 水 性 ,還 可 以 消 除 涂 料 固 化 時 的 內(nèi) 應 力 三 、 乳 液 型 丙 烯 酸 酯 涂 料 的 配 制原 料 質 量( kg) 原 料 質 量 ( kg)去 離 子 水 300 分 散 劑 丙 烯 酸 鈉 鹽 6聚 丙 烯 酸 酯 乳 液 200 鈦 白 粉 50聚 醚 消 泡 劑 1.5 滑 石 粉 150增 稠 劑 羥 乙 基 纖維 素 2 碳 酸 鈣 400成 膜 助 劑 丙 二 醇 25
12、十 二 醇 酯 4.5濕 潤 劑 OP-40 1.5 AMP95有 機 胺 調 節(jié) PH=7-8內(nèi) 墻 涂 料 配 方防 霉 、 滅 菌 劑 3 工 藝 流 程 將 200kg水 加 入 調 漆 罐 , 啟 動 攪 拌 器 , 在 中 速 攪拌 下 依 次 加 入 纖 維 素 、丙 烯 酸 鈉 鹽 、 OP-40、 聚醚 消 泡 劑 , 調 節(jié) PH至 7-8之 間加 入 100kg水 , 啟動 分 散 機 , 在 高速 攪 拌 下 緩 慢 加入 鈦 白 粉 、 滑 石粉 、 碳 酸 鈣 在 中 速 攪 拌 下 依 次 加 入 丙 烯 酸酯 乳 液 、 丙 二 醇 、 十 二 醇 酯 助 劑
13、對 工 藝 的 影 響1、 成 膜 助 劑 成 膜 助 劑 又 稱 凝 聚 劑 、 聚 結 劑 ,通 常 為 高 沸 點 溶 劑 ,會 在 涂 膜形 成 后 慢 慢 揮 發(fā) 掉 。 在 乳 膠 漆 中 ,成 膜 助 劑 因 為 對 乳 膠 粒 子 的 溶解 作 用 而 使 粒 子 表 面 軟 化 ,因 而 促 使 聚 合 物 粒 子 易 受 壓 變 形 ,融合 成 膜 。 成 膜 助 劑 的 加 入 同 時 可 降 低 防 水 涂 料 的 最 低 成 膜 溫 度 。 圖 2 防 凍 劑 對 乳 液 冰 點 的 影 響 圖 1 助 劑 對 涂 膜 干 固 時 間 的 影 響 2 、 增 稠 劑
14、作 用 : 增 稠 劑 的 加 入 使 研 磨 漿 稠 度 增 加 , 加 強 了剪 切 作 用 , 有 利 于 顏 填 料 的 分 散 。 增 稠 劑 主 要 作 用 是 插 進 成 膜 的 高 分 子 物 質 中 , 削 弱 乳 膠 中 聚 合 物 的 分 子 間 力 , 促 進 了 聚 合 物分 子 鏈 段 的 活 動 性 , 降 低 聚 合 物 分 子 鏈 的 結 晶性 , 從 而 使 聚 合 物 分 子 鏈 段 變 得 柔 順 。 采 用 增 稠 劑 來 改 善 防 水 涂 料 的 低 溫 柔 韌 性 。 3、 增 塑 劑 作 用 : 削 弱 乳 膠 中 聚 合 物 的 分 子 間
15、力 , 促 進了 聚 合 物 分 子 鏈 段 的 活 動 性 , 降 低 聚 合 物 分 子 鏈的 結 晶 性 , 從 而 使 聚 合 物 分 子 鏈 段 變 得 柔 順 。 4、 防 霉 、 殺 菌 劑 防 霉 劑 的 作 用 : 抑 制 能 量 的 產(chǎn) 生 ; 干 擾 病 原 菌 的 生 物 形 成 ; 破 壞 細 胞 結 構 殺 菌 劑 的 作 用 : 殺 死 微 生 物 5、 消 泡 劑 防 止 產(chǎn) 生 氣 泡 從 圖 3可 以 看 出 , 加 入 少 量 的 消 泡 劑 , 涂 料 的 粘度 急 劇 下 降 。 消 泡 劑 用 量 小 時 , 消 泡 不 徹 底 , 易產(chǎn) 生 縮 孔
16、 和 鐘 孔 等 缺 陷 , 用 量 多 易 造 成 油 花 、 魚眼 或 縮 孔 現(xiàn) 象 , 影 響 涂 膜 性 能 。最 佳 用 量 0.55% 6、分 散 劑 分 散 劑 主 要 防 止 著 色 顏 料 及 體 質 顏 料 的 凝 聚 設 備 及 作 用分 散 機 : 使 物 料 迅 速 分 散 和 溶 解 , 顆 粒 變 細 , 攪 拌 均 勻 無 死 角砂 磨 機 : 使 物 料 中 的 固 體 微 粒 和 研 磨 介 質 相 互 間 產(chǎn) 生 的 碰 撞 、 摩 擦 作 用 , 達 到 加 快 磨 細 微 粒 和 分 散 聚 集 體 的 目 的乳 液 槽 : 用 來 合 成 丙 烯
17、酸 酯 乳 液調 漆 槽 : 使 調 色 均 勻 , 混 合 、 混 溶 性 好 , 有 強 力 攪 拌 的 功 能 。 過 濾 機 : 過 濾 以 除 去 雜 質 和 未 完 全 分 散 的 顏 料 顆 粒 乳 液 型 丙 烯 酸 酯 涂 料 的 特 點優(yōu) 點 :1、 以 水 為 分 散 介 質 , 不 含 或 僅 含 少 量 有 機 溶 劑 ,且 是 低 毒 性 的 。2、 施 工 方 便 , 技 術 易 掌 握 , 清 洗 方 便 。 透 氣 性 好, 能 在 帶 繡 的 金 屬 及 粉 化 或 老 化 的 表 面 直 接 施 工 。3、 做 建 筑 涂 料 用 時 有 較 好 的 光
18、澤 和 裝 飾 性 , 目 前市 場 上 高 檔 次 的 外 墻 丙 烯 酸 酯 涂 料 , 其 使 用 壽 命 可達 15年 以 上 。4、 乳 液 型 丙 烯 酸 酯 涂 料 可 以 用 水 稀 釋 , 物 火 災 危險 性 。 缺 點 :1、 在 最 低 成 膜 溫 度 以 下 不 能 形 成 連 續(xù) 的 膜 ;2、 涂 料 假 塑 流 動 , 易 增 稠 , 流 動 性 和 濕 膜 流 平 性 差 ;3、 水 揮 發(fā) 后 粘 度 迅 速 上 升 , 涂 膜 易 產(chǎn) 生 氣 泡 和 針 孔 ;4、 水 的 表 面 張 力 大 , 涂 料 對 基 材 的 潤 濕 性 差 ; 改 進 :1、 提 高 涂 料 對 基 材 的 的 潤 濕 性 ;2、 增 加 新 的 組 成 成 分 , 改 善 現(xiàn) 有 涂 料 的 性 能 ;3、 提 高 流 動 性 和 濕 膜 流 平 性 ;4、 向 環(huán) 保 型 涂 料 方 向 發(fā) 展 ; 謝謝觀看!