建筑涂料主要原材料的应用与功能Word文件下载.docx

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在众多乳液品种中，聚合方法不同，导致乳液性能各异，除一般滴加聚合工艺外，还有无皂乳液聚合、互穿网络乳液聚合、核-壳乳液聚合等。

较常用的有苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液等。

2.乳液的基本性质是什么？

乳液的基本性质包括胶体性质和涂膜性质两方面。

胶体性质主要关系到配漆适应性和涂料性能，而涂膜性质主要关系到涂膜的一些物化性能。

乳液的主要基本性质如图1—3。

3.乳液聚合物有哪些特点？

①乳液聚合物以水为分散介质，VOC低，无毒、安全，无火灾危险。

②乳液聚合物的分子量较高，可达到105以上，但分子量高低与黏度无关。

成膜后有较高的膜强度。

③体系的黏度较低，在生产中可以用管道泵送操作，使乳胶涂料的加工制备提高效率。

④具有特殊的成膜机理，乳液是一个水分散体系，其成膜与均相的有机聚合物溶液体系不同，是随着水分的蒸发经过颗粒受压变形而融合的过程，因此具有一定的透气性。

⑤乳液聚合物的组成中含有乳化剂、引发剂、缓冲剂等小分子化合物，易溶于水，对用其配制的涂料成膜后的耐水性、耐碱性有影响。

选择聚合物不可忽视这一点。

4.乳液聚合物有哪些性质？

一般来讲乳液聚合物有如下性质。

（1）外观从乳白（往往带有蓝相）到半透明、均匀的有一定黏稠度的流体。

（2）黏度与聚合物分子量无关，一般较低。

乳液是非牛顿型流体，其应力-

应变不呈线性关系，黏度必须用旋转黏度计测量。

其测量数值以P（泊）和cP（厘泊）表示。

（3）凝聚物乳液聚合过程中允许出现微量凝聚粒子，但不能超过某一限量值。

（4）MFT最低成膜温度值，该值与聚合物的玻璃化温度有关，当温度下降到MFT以下时，乳液不能成膜，必须使用成膜助剂。

（5）离子性质乳液聚合中使用乳化剂的情况有以下几类：

单独使用阴离子型乳化剂；

单独使用非离子型乳化剂；

单独使用阳离子型乳化剂；

混合使用阴离子和非离子型乳化剂，离子性质对配方中要采用的成分是重要的。

（6）粒度、粒度分布聚合物乳液是一个不均相的体系，聚合物在乳液中呈颗粒状不规则分散状态。

由于在乳液聚合过程中所采用的乳化剂及聚合工艺不同，所生成的乳液颗粒及其分布有很大的差异。

乳液粒度及其分布与乳液外观是直接相关的，因此不同的乳液有不同的外观，主要表现在色相上。

（7）残余单体含量乳液聚合反应一般能达到较为完全的程度，但往往会有少量未完全反应的单体存在，造成VOC含量高，不利于环境保护。

因此对乳液中残余单体的含量是有限制的，通常要求在0.1%以下。

（8）稳定性由于乳液是不均相的体系，必然存在稳定性的问题，包括化学稳定性、机械稳定性、储存稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性等。

5.乳液聚合最基本的成分是什么？

对聚合物的性能有什么影响？

乳液是乳胶涂料的成膜物质，是通过乳液聚合得到的聚合物。

乳液聚合的最基本成分是单体，不同的单体通过共聚所得到的聚合物性能是不同的，有的聚合物成膜后较硬，有酌则较软。

能够生成硬聚合物的单体叫做硬单体，能够生成软聚合物的单体叫做软单体。

制备乳液常用的硬单体有乙酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等。

常用的软单体有乙烯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯等丙烯酸酯类。

用不同比例的软单体、硬单体进行共聚所得聚合物的硬度，是随软单体、硬单体的比例上升而下降的，通过调整单体比例可以得到一系列不同硬度的聚合物，这些聚合物是线性直链大分子。

除此之外，还有带官能团的官能单体，将这些官能单体引进聚合物大分子中，可以改进聚合物的性能，如附着力、耐水性、耐碱性等物理性能。

6.什么是乳液的化学稳定性及机械稳定性？

化学稳定性是指乳液对添加的化学药品的稳定性。

对分散液具、有很大破坏力的化学药品大都是水溶性的，可分为电解质和非电解质两类，前者一般是无机盐类，后者一般是极性有机化合物。

在实际使用上化学稳定性多数是指添加电解质的稳定性问题，因此从狭义上来说是指电解质稳定性。

机械稳定性是指乳液在经受机械操作时的稳定性。

因为在制备涂料过程中，要经泵送、搅拌及涂装时的喷涂等操作，因此乳液及用其所配制的涂料要能经受得住机械操作而不发生变化。

7.什么是乳液的冻融稳定性？

由于乳液体系主要由聚合单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂等基本组分组成，其中约有一半组成是水，乳液及由其配制的涂料在很多情况下要被暴露于冻结的气候条件下，当聚合物乳液遇到低温条件时会发生冻结。

冻结和融化会影响乳液的稳定性，轻则造成乳液表观黏度上升，重则造成乳液的凝聚。

冻融稳定性即是指乳液经受冻结和融化交替变化时的稳定性。

8.什么是乳液的颜料混合稳定性及储存稳定性？

乳液的颜料混合稳定性是指对于添加颜料的稳定性。

颜料的选择及混合方法均影响乳液的稳定性。

储存稳定性是指储存期间乳液发生变质的难易程度。

包括因受重力影响粒子沉降或上浮形成浓缩层以及浓缩层是否凝集的稳定性，聚合物粒子对水解和脱盐酸反应等化学变化的稳定性，受冷热温度变化乳液体系是否会被破坏的稳定性，包括常温、低温、加热储存稳定性。

9.内墙、外墙涂料用乳液有哪些不同要求？

由于室内外的环境不同，差异较大，对涂料用乳液也有不同的要求。

总的来讲，外墙涂料用乳液比内墙涂料用乳液性能的要求要高，因为外墙涂层经常受到日晒及风吹雨淋，为了使涂层保持一定的耐久性，要求乳液要有好的耐候性。

除此之外，还要求外用乳液有优良的耐碱性及耐水性。

因为涂料是直接在呈碱性的水泥砂浆或水泥混凝土砂浆基材上使用，即使批刮腻子，也大多为水泥系外墙

腻子，因而要求乳液有优良的耐碱性。

外用乳液的涂膜应有较高的硬度，这对提高抗沾污性，使建筑物保持清洁的外观是十分重要的。

内墙涂料由于应用于室内，所用乳液必须满足环保要求，除此之外还要求有较好的耐水性、耐碱性、耐擦洗性。

对耐候性没有特殊要求。

总之，外墙涂料用乳液要比内墙涂料用乳液更多地考虑耐候性、耐沾污性及耐水、耐碱等性能。

10.内墙、外墙涂料常用乳液有哪些品种？

如何选择？

（1）乙酸乙烯共聚乳液乙酸乙烯乳液虽然可用于配制内墙涂料，但由于其本质上的一些缺陷在建筑涂料中已基本不使用。

但乙酸乙烯可以和其他许多单体共聚制成各种乳液，很多是和丙烯酸酯共聚作为内增塑型乳液，使其性能得到很大改善，大多用于内墙涂料的制遣。

（2）乙酸乙烯和乙烯在加压情况下共聚成VAE乳液乙烯的内增塑效果很高，乙烯作为共聚单体具有显著的抗水解效果，可提高共聚乳液的耐水、耐碱性能。

该乳液主要内用，一般很少作外用，因为用其配制涂料所成的涂膜较软，耐沾污性达不到要求。

（3）聚丙烯酸酯乳液该类乳液具有较多的优点，对颜料的粘结力大，耐水性、耐碱性、耐光性比较好，具有良好的施工性。

聚丙烯酸酯乳液主要用来做外用乳胶涂料。

某些聚丙烯酸酯乳液的弹性、延伸性能好，特别适于在温度变化剧烈的物面和膨胀系数相差很大的场合使用，能较好地解决墙体基层细微裂缝问题。

（4）丙烯酸酯共聚乳液丙烯酸酯单体品种很多，大多能进行共聚，但价格偏高。

丙烯酸酯单体也可以和其他单体（如苯乙烯等）进行共聚。

用苯乙烯代替甲基丙烯酸甲酯作为硬单体所制得的苯丙乳液的某些性能虽低于纯丙乳液，但成本却可较大幅度地降低，性能上仍能满足外用建筑涂料的要求，是内用、外用乳液的主要品种之一。

内用乳液不适宜外用，但外用乳液均可内用。

11乳液玻璃温度Tg的物理意义是什么？

如何调节?

玻璃化温度Tg（也称二次转变温度）是指高聚物由弹性状态转变为玻璃态的温度，是高聚物的一个重要性能指标。

在该温度以上高聚物表现出弹性，在该

温度以下高聚物表现出脆性。

聚合物乳液是高聚物的一种，其玻璃化温度反映聚合物乳液形成涂膜后硬度的大小。

建筑涂料用乳液聚合物一般是热塑性的，在某一温度下呈橡胶状态。

将其冷却就会逐渐表现出刚性，但立至达到玻璃化温度为止，还一直保持着能够变形的黏弹性质。

一旦冷却到低于玻璃化温度后，聚合物就变成玻璃态的脆性物质而不能成膜了。

乳液的玻璃化温度取决于共聚物的组成，能形成刚性聚合物的硬单体和形成柔软聚合物的软单体，两者可根据需要搭配使用。

乳液的玻璃化温度还可以通过加增塑剂进行二次调节。

但增塑剂有迁移和挥发的问题，故对其使用要注意。

12如何设计乳液的玻璃化温度？

乳液的玻璃化温度通常用Tg来表示。

Tg可由FOX方程近似计算而得：

式中，Tg为热力学温度，K；

ω1ω2……ωn为各种单体的质量分数，%；

Tgl，Tg2，…，Tgn行为各种单体均聚物的玻璃化温度，可在有关资料上查到。

表1-2列出了几种常用单体均聚物的Tg值。

13什么是乳液的最低成膜温度？

决定因素是什么?

如何测定？

聚合物乳液能形成连续透明膜的最低温度，称为最低成膜温度，通常用MFT表示。

乳液的最低成膜温度是乳液的一个重要应用指标。

即在低于某一特定温度以下，乳液的水分挥发以后，聚合物粒子仍是离散状态，不能融为一体，因而乳液并不能因为水的蒸发而形成连续、均匀的涂膜；

在高于这一特定的温度时，水分蒸发后，各聚合物粒子中的分子会掺透、扩散、变形、聚集形成连续的透明薄膜。

通过测定乳液的最低成膜温度可以判定乳液和乳胶涂料的性能及施工质量。

乳液的MFT是由聚合物粒子内部构造和玻璃化温度决定的。

乳液的MFT和聚合物的Tg之间没有定量的关系。

一般来讲，Tg高时MFT也高。

通常所制备的聚合物乳液，其粒子内部的组成是较均匀的，在此情况下，MFT与Tg大体一致。

但也有许多例外，其原因是MFT受乳液中的表面活性剂以及保护胶体和水等因素影响的缘故。

聚合物Tg和MFT之间的关系因所用单体的极性大小而异，对于单体极性大的聚合物，乳液的MFT较Tg低，而对单体极性小的聚合物而言，乳液的MFT则较Tg为高。

表1-3列举了几种不同极性聚合物的Tg与乳液MFT的数据。

注：

St-苯乙烯；

BA-丙烯酸丁酯；

EA-丙烯酸乙酯；

MMA-甲基丙烯酸甲酯。

乳液的最低成膜温度要在最低成膜温度测试仪上进行测定。

14建筑涂料用乳液有无国家标准？

通常有哪些技术要求？

用于建筑涂料的乳液已有国家标准GB/T20623-2006《建筑涂料用乳液》，该标准适用于在建筑内墙、外墙涂料中起成膜粘接作用的通用型合成树脂乳液。

技术要求如表1-4。

15建筑涂料生产厂应对乳液进行那些常规性能检验？

一般建筑涂料生产厂对购进乳液应进行以下常规性能检验。

（1）外观一般目测。

观察乳液的色相及有无颗粒及杂质。

（2）黏度由于聚合物乳液大多属于非牛顿型流体，故用于测定乳液黏度的仪器应能在较宽的剪切速率范围内测定剪切应力随剪切速率而变化的关系。

通常使用旋转黏度计来测定乳液的黏度，一般不使用涂-4杯。

（3）不挥发分测定称量大约lg聚合物乳液试样放入直径约为75cm的平底圆盘中，确保样品均匀地分散在盘面上，然后将其置于设有通风装置的烘箱中，在150c下干燥15min称重，即可计算出不挥发分。

（4）pH值用精密试纸或适当型号的pH值测定仪进行测定。

（5）残余物可用120目筛网对一定量的乳液进行过滤，视其筛网上是否有凝聚物，如果有堵塞筛网现象，该乳液不能使用。

16如何测定乳液的钙离子稳