乳液pH值对乳胶粉及其涂料分散涂膜的影响
司徒粤， 周利庄， 蓝仁华， 夏正斌， 陈焕钦
【摘 要】摘要：采用喷雾干燥法制备可再分散苯丙乳胶粉，探讨喷雾乳液pH值对苯丙乳胶粉及其再分散乳液性能的影响，并分析其作用机理；以不同pH值喷雾乳液制备的乳胶粉为成膜物质配制干粉涂料，研究各涂料样品的施工稳定性，并观察漆膜断面微观形貌.结果表明：随着喷雾乳液pH值增大，乳胶粉的再分散性提高、堆积密度增大，再分散乳液粒径变小，施工稳定性增强，漆膜中成膜物质对颜填料包裹更充分，但乳胶粉分散再成膜的吸水率有所升高；再分散乳液ζ电位随喷雾乳液pH值增大而先升高后降低，证实乳胶粉的再分散稳定机理为形成亲水“发状结构”.综合各项性能，喷雾乳液最佳pH值为8.5.
【期刊名称】建筑材料学报 【年(卷),期】2011(014)004 【总页数】6
【关键词】可再分散苯丙乳胶粉；干粉涂料；喷雾乳液pH值
可再分散聚合物乳胶粉是由改性聚合物乳液经干燥而获得的功能性粉体，加水可重新分散生成稳定的分散乳液，并具有原聚合物乳液的性能［1－3］.1957年德国威凯化学品公司研制出第一代醋酸乙烯型均聚物乳胶粉，随后醋酸乙烯酯／乙烯、苯乙烯／丙烯酸酯、乙烯／氯乙烯／月桂酸乙烯、叔碳酸乙烯酯／乙烯、有机硅化合物等数十个类别的可再分散聚合物粉末产品陆续研发成功并实现了工业化应用.与传统乳液相比，可再分散乳胶粉具有配比准确、施工方便、包装简单、易于运输、贮存稳定等优点，因此被广泛应用于结构和非结构建筑
黏合剂、墙体保温及饰面系统、干粉涂料、建筑腻子等领域［4－8］.
常用的可再分散乳胶粉制备工艺主要包括母体乳液合成和喷雾干燥两部分，母体乳液制备方法和干燥工艺条件均对乳胶粉性能有很大影响［9－10］.母体乳液在喷雾干燥前需调节其pH值，这会改变乳胶粒结构，并进一步决定乳胶粉及其产品性能，但尚未见关于这方面的系统研究报道.本文研究了喷雾乳液pH值对可再分散苯丙乳胶粉及其再分散乳液性能的影响，初步探讨了其作用机理，并将不同条件下制得的乳胶粉与颜填料、粉体助剂混合配制成干粉涂料，加水配漆施工，探讨喷雾乳液pH值对干粉涂料施工黏度、稳定性能及漆膜断面微观形貌的影响；综合考虑可再分散乳胶粉及其干粉涂料的性能，确定喷雾乳液最佳pH值.
1 试验
1.1 试验原料
聚合单体：St（苯乙烯）、MMA（甲基丙烯酸甲酯）、BA（丙烯酸丁酯）、EHA（丙烯酸异辛酯）和MAA（甲基丙烯酸），由日本旭化成化学公司提供；NaOH：分析纯，广州化学试剂厂；聚乙烯醇（PVA）：型号205MB，日本可乐丽公司；硅溶胶（Si－sol）：型号GT－30，广州人民化工厂；高岭土：粒径10μm，江西平安矿产开发有限公司；钛白粉：锐钛PTA121型，攀钢集团重庆钛业股份有限公司；干粉涂料用粉体助剂由广州汉力化工科技有限公司提供. 1.2 再分散乳胶粉及其干粉涂料的制备
采用半连续种子乳液聚合，合成核壳层玻璃化转变温度分别为－15℃和45℃的软核硬壳苯丙乳液［11］.取一定数量苯丙母体乳液，加入适量聚乙烯醇溶液（质量分数为10%）和硅溶胶，再用质量分数为10%的NaOH水溶液调节乳
液的pH值（PHS－3C型pH计测定），搅拌20min，使其混合均匀，获得用于喷雾干燥的喷雾乳液.喷雾干燥温度控制在120～140℃，进料速度为60g／s，雾化盘转速为24 000r／s［12－13］，所得乳胶粉经旋风分离器分离后由储罐接收，并密封保存，此即可再分散苯丙乳胶粉（以下简称为乳胶粉）.取一定量的乳胶粉，加入高岭土、钛白粉和粉体助剂，混合均匀，加入适量水，搅拌20min，即得干粉涂料施工漆.乳胶粉及其干粉涂料制备工艺见图1. 1.3 乳胶粉及其涂料性能测试 1.3.1 乳胶粉再成膜24h吸水率测试
取一定量乳胶粉和去离子水，配制固含量为50%（质量分数）的乳胶粉水分散液，搅拌均匀，再将分散液均匀涂布在洁净的培养皿上，室温下放置72h使其干燥成膜.将涂膜浸入水中，24h后取出并用滤纸吸干表面水分，称其质量，按如下公式计算吸水率：
式中：m1，m2分别为吸水前、后培养皿加涂膜质量；m0为培养皿质量. 1.3.2 乳胶粉堆积密度测试
采用AccuPyc 1330比重计测量，每个样品测试3次，计算平均值. 1.3.3 乳胶粉再分散液粒径与ζ电位测定
乳胶粉再分散于水中，再分散液适量稀释后，用马尔文纳米粒度和ζ电位分析仪（英国Malvern仪器有限公司）测定其粒径和ζ电位. 1.3.4 乳胶粉再分散液稳定性测试
取一定量乳胶粉溶于25g水中，搅拌均匀，用紫外可见分光光度计（Unicam UV 2－200，北京思博全公司）测定不同时间乳胶粉水分散液紫外光吸收. 1.3.5 干粉涂料黏度测试
乳液pH值对乳胶粉及其涂料分散涂膜的影响
