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何庆迪，等：水性塑料乳液的合成及应用研究

（1）旋 转 黏 度 ： 将 待 测 样 品 放 置 在 恒 温 室 中 ， 用
1 实验部分 NDJ-1 型旋转黏度计测试样品的黏度。
（2）涂膜常规性能测试：按照 GB/T9286—98 测试涂
1.1 主要原料
膜附 着力 ； 按 照 GB/T 6739—2006 测试 涂 膜铅 笔 硬
甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、甲基丙烯 度； 按照 GB/T1733—93 测试涂膜耐水性； 按照 GB/
酸正丁酯（BMA）、丙烯酸 2-乙基己酯（2-EHA）、丙烯 T1731—1993 测试涂膜柔韧性。
酸羟丙酯（HPA）、甲基丙烯酸（MAA）：工业级，常州奥 （3）耐酒精擦拭：用纯棉布蘸满无水酒精，包在 500
文化工有限公司；N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）、过硫酸 g 砝码头上来回擦拭，一个来回为一次。
铵（APS）、氨水、碳酸氢钠（NaHCO 3 ）：工业级，常州崇 （4）残渣量：聚合反应完成后，收集所有的凝胶物，
盛化工有限公司；SR-10、ER-30： 工业级，ADEKA 株 烘干至恒重后称量。 计算残渣量。
式 会 社 ； 甲 基 丙 烯 酸 异 冰 片 酯 （IBOMA）、 消 泡 剂 残渣量=W1/W×100% 式（1）
（681F）：、索尔维（Texanol）；工业级，陶氏；乙二醇丁醚 其中：W1 是残渣烘干后的质量
（BCS）： 分 析 纯 ， 上 海 凌 峰 化 学 试 剂 有 限 公 司 ； W 是乳液总质量
AQUATIX8421： 工 业 级 ，BYK 公 司 ； 水 性 铝 粉 （AQ （5）不挥发物：按照 GB/T1725-2007 测试。
J7901）：工业级，星铂联公司。

1.2 水性塑料乳液的制备 2 结果与讨论

1.2.1 制备预乳化液 2.1 乳化剂用量的影响
按配方量称好去离子水、 乳化剂、APS 以及 NMA，
乳液聚合中乳化剂的用量虽然较小，但起到的作
搅拌至充分溶解。 然后在搅拌下加入 MMA、St 、BMA、
用却非常关键。 对乳液聚合的聚合反应速率、平均聚
2-EHA、IBOMA 、HPA、MAA 的混合单体，搅拌 30 min
合度及乳胶粒的大小及分布等有很大的影响。 普通乳
制备得到预乳化液。
化剂是通过物理吸附附着在乳胶粒子表面的，这种吸
1.2.2 制备工艺 附会给乳液和涂膜带来许多问题 [4-5] ，如乳液的机械稳

在装有搅拌器、冷凝管、温度计及自动滴加装置 定性和冻融稳定性差，成膜后残留的乳化剂还会降低
的三口烧瓶中， 加入配方量的水、NaHCO 3 以及乳化 涂膜的耐水性。 而反应型乳化剂是通过很强的共价键
剂，温度升至 70 ℃时加入 5%的预乳化液和 APS 的水 与聚合物链段结合在一起，所以在储存和使用过程中
溶液，并于 80~85 ℃保温下 30 min，即得到种子乳液。 不会发生解析，提高了乳液的稳定性；成膜过程中也
在上述种子乳液中，通过自动滴加系统匀速滴加 不会发生迁移，使涂膜的耐水性、光泽等诸多性能都
[6]
剩余的预乳化液，控制温度在 80~85 ℃，2.5~3 h 滴加 得到了提高 。
完毕，然后在 85~88 ℃下保温 2 h。 保温结束后，降温 本研究选择阴离子反应型乳化剂 SR-10 和非离
至 50 ℃以下，用氨水调节 PH 为 7~8，加入消泡剂搅 子反应型乳化剂 ER-30 为复合乳化剂（阴、非离子乳
拌 10 min，过滤出料即得塑料用水性乳液。 化剂的质量比为 4∶1）， 乳化剂加量为 1.0%~2.5%（乳
化剂有效含量占单体总量的质量百分比）进行系列乳
1.3 性能测试
液聚合试验，试验结果见表 1。
表 1 复合乳化剂用量对乳液性能的影响
复合乳化剂用量/%
检验项目
1.0 1.5 2.0 2.5
乳液外观 乳白色液体 乳白蓝光液体 乳白蓝光液体 微乳蓝光液体
不挥发物/% 42.5 43.1 43.2 42.8
旋转黏度/（mPa · s） 150 560 620 1 020
残渣量/% 0.22 0.10 痕量 0.12
涂膜耐水性，7 d 轻微泛蓝 轻微泛蓝 轻微泛蓝 泛白

32 探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT