水性丙烯酸乳液配方需要考虑的问题:水性丙烯酸树脂组成

在调制水性漆配方时,乳液原料的选择是工程师最重要的决定。涂料的主要性能是由树脂决定的。由水性丙烯酸酯乳液,包括聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液种类繁多,市场上鱼目混杂。而不同的水性丙烯酸酯树脂组成对其水性漆成膜性及成本的影响很大。这里对几个影响因素进行简单讨论。
1. 主要原料:
a. 苯乙烯:聚丙烯酸酯乳液引入该单体的主要原因是其可提供较高的玻璃化转变温度(Tg), 从而提高成膜的硬度;另一个原因是成本。苯乙烯在包装工业上用量极大,是石油工业最重要的,成熟的下游产品之一,价格低但受宏观经济影响大。然而引入苯乙烯,特别是其含量高于总单体量的15%以上时,也会给水性漆成膜性带来许多负面影响。首先,含苯乙烯的聚合物链段缺乏柔韧性,宏观上表现为水性漆成膜硬而不韧;还有苯乙烯所含的苯环,是紫外光的吸收体,该单体含量高时,紫外线通过相邻苯环会对聚合物链有剪切反应,从而使水性漆漆膜变脆,光泽度下降,寿命降低;苯乙烯的结构也决定了它对很多有机溶剂有亲和力,水性漆漆膜的耐溶剂性也与其它的树脂有明显差距。

b. 丙烯酸酯类单体:丙烯酸酯类单体种类很多,性能及价格相差很大。国内最常用的是丙烯酸丁酯,改单体成本最低,是大多乳液厂家用于与苯乙烯配套,制造廉价墙漆的乳液的单体。其功用是提供水性漆漆膜的柔韧性。由于丙烯酸酯聚合物主链上不含除酯基以外的集团,主链及酯基侧链柔韧性均好好,使水性漆漆膜缺乏硬度。这类聚丙烯酸酯乳液虽然是建筑内外墙涂料的选择,但作为对硬度及韧度要求都高的的木器漆来讲,性能就不够了。

c. 甲基丙烯酸酯类单体:甲基丙烯酸酯类单体,比丙烯酸酯单体在性能上又上了一个台阶。由于甲基丙烯酸酯类聚合物主链上多了甲基,使其主链的活动性受到限制,主链钢性增强,同时酯基侧链有提供了柔韧性,使得甲基丙烯酸酯类单体具有硬度和韧性的最佳平衡,比如聚甲基丙烯酸甲酯(甲甲酯)就是人们俗称的有机玻璃;甲基丙烯酸酯类单体,由于不含苯环,使其比起苯乙烯类单体在抗紫外侵蚀,耐久性,及抗溶剂性方面都比苯乙烯有明显优势。

综上所述,水性丙烯酸酯树脂制造商对单体的选择很多,不但可以变换其种类,又可变换相对比例和成分。水性涂料厂家在选择水性丙烯酸酯乳液时,不能只考虑“纯丙”或“苯丙”这些空洞概念词汇,应该以水性丙烯酸酯树脂及其配方的实际性能为衡量标准。以下再从其他方面对水性丙烯酸酯乳液的性能进行讨论。

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