实验2　聚乙酸乙烯酯乳胶漆的制备

乳胶漆是指以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，加入颜料、填料（亦称体质颜料）和助剂，经一定工艺过程制成的一种水性涂料，俗称乳胶涂料，又称为合成树脂乳液涂料。乳胶漆是有机涂料的一种，是目前比较流行的内外墙建筑涂料，具有易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等特点。根据生产原料的不同，乳胶漆主要有聚乙酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆等品种。

本实验以聚乙酸乙烯酯乳液为基料，加入钛白粉、滑石粉及其他助剂，经搅拌球磨制备聚乙酸乙烯酯乳胶漆，属于综合性实验，计划4学时完成。

实验目的

① 掌握涂料的组成；

② 掌握聚乙酸乙烯乳胶漆的生产方法。

实验原理

涂料是一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经过固化形成连续性涂膜的材料，可对被涂物体起到保护、装饰和其他特殊作用。涂料一般由不挥发分和挥发分两部分组成。它在物体表面上涂布后，其挥发分逐渐挥发逸去，留下不挥发分干后成膜，所以不挥发分又称为成膜物质。成膜物质又可以分为主要成膜物质、次要成膜物质、辅助成膜物质三类。主要成膜物质可以单独成膜，也可与次要成膜物质共同成膜，它是涂料的基础，简称基料。颜料和体质颜料（填料）是次要成膜物质。在涂料中颜料和填料的加入量（即颜基比和颜料的体积浓度）对涂料使用范围和涂膜性能有很大影响，如高颜基比乳胶漆的树脂用量少，不容易形成连续的漆膜，易被水渗透，故一般不用于室外。

合成乳液中加入颜料、体质颜料以及保护胶体、增塑剂、润湿剂等辅助材料，经过研磨成为乳胶漆。乳胶漆具有安全无毒、施工方便、干燥快、通气性好等优点。乳胶漆除用作建筑内外涂层外，还可用于金属表面的涂装。其中以乙酸乙烯乳胶漆产量最大。

乳胶漆配制方法之一是首先将已有凝聚的颜料二次粒子（购来品）、分散剂、润湿剂、增稠剂水溶液、水和其他助剂利用搅浆机预混合，再用砂磨机施加一定力将二次粒子于水中分散还原成一次粒子，形成色浆后再加入乳胶混合，此法叫作研磨着色法或色浆法。方法之二是直接将二次粒子加入乳液和助剂一起于匀浆机中搅拌混合，这种方法叫作干着色法。色浆的调制受黏度的制约，要使固含量达到65%以上一般是非常困难的，而用干着色法制造的涂料，其固含量高达84%。就颜料的分散状态来说，干着色法不像色浆法那样充分，这种倾向在颜料粒子越小时越明显。干着色法适用于厚涂层涂料的制备，而色浆法适合于薄涂层涂料的制备。

聚乙酸乙烯酯乳胶漆是在聚乙酸乙烯酯乳液中加入颜料和体质颜料以及其他助剂制成的。采用金红石型钛白粉制得的乳胶漆遮盖力强，耐洗刷性也好；可用于要求较高的室内墙面涂装以及作为外用平光漆使用。

仪器和药品

仪器：真空干燥箱、电动搅拌器、球磨机、电子天平。

药品：六偏磷酸钠、亚硝酸钠、羧甲基纤维素、金红石型钛白粉、滑石粉、聚甲基丙烯酸钠和聚乙酸乙烯酯乳液（可自制）。

实验步骤

将六偏磷酸钠（分散剂）0.15份（质量份，下同）、亚硝酸钠（防锈剂）0.3份、羧甲基纤维素（增稠剂）0.1份，用电子天平准确称取后溶于23.3份水中。再与金红石型钛白粉26份、滑石粉8份于球磨机中研磨分散。电动搅拌器搅拌下加入42份自制的聚乙酸乙烯酯乳液，加入聚甲基丙烯酸钠（增稠剂）0.08份，搅拌均匀后即得聚乙酸乙烯酯乳胶漆。计算涂料中颜基比（质量比）；借助真空干燥箱和电子天平测定涂料的固含量，并测定pH值和干燥时间；观察乳胶漆的状态，如有无硬块、是否均匀、颜色外观、遮盖力、流动性及耐水性等。

设计要求

① 从反应原理上讨论设计实验装置；

② 通过查阅资料和反应原理设计聚合反应的主要影响因素和变化范围；

③ 从工艺优化的角度选择优化方法。

思考题

① 涂料的组成是什么？常用的添加剂有哪些？

② 影响涂料特性的主要因素有哪些？