弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用

弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用 弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用 研究开发丙烯酸化工与应用 ACRYLICS 第20卷第2期 2006年6月 弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用 赵京兰胡红 (北京东方亚科力化工科技有限公司) 摘要 丙烯酸弹性涂料在建筑物屋顶防水,建筑墙面的涂装等方面用量与日俱增,而 弹性乳液的性能在很大程度上决定弹性涂料的性能.本文介绍了纯丙弹性乳液BC 一 3268的制备方法以及应用性能指标,并讨论了功能性单体,乳化剂,引发剂等因素 对乳液性能的影响.采用该乳液配制的弹性涂料其断裂伸长率达383%,拉伸强度 达1.2MPa. 关键词纯丙弹性乳液官能单体弹性涂料 一 ,前言 进入二十一世纪后,中国涂料工业蓬勃 发展.涂料总产量持续增长,涂料品种,结 构的变化应适应市场多样化,人文化和个性 化的需要.目前,国内外墙建筑涂料占建筑 用涂料的30%左右,而耐候性能较好的苯 丙,纯丙,弹性乳胶漆以及硅丙,氟碳涂料成 为研发的热点,尤其是弹性涂料,近几年已 被人们接受,并且丙烯酸弹性乳液在建筑物 屋顶防水,建筑物屋面的涂装,改善墙体裂 缝等方面的用量与日俱增. 建筑物的外墙多采用混凝土,水泥预制 板或者净水泥浆抹面等,其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面经过风吹雨 淋,夏晒冬冻后,往往会出现裂缝.裂缝的 原因是多种的:水泥沙浆在硬化时体积收缩 产生硬化裂缝;温度变化热胀冷缩产生温变 裂缝;外力作用也会产生结构裂缝等等.降 低裂缝则是我们应解决的重点和难点,从理 论上认为弹性涂料可以弥补裂缝.基于以 上原因,以及销售反馈的客户需求,也为了 更加适应市场,我们完成了弹性乳液13(2— 3268的研制工作,并经国家质检部门检验完 全符合《建筑物外墙弹性涂料应用技术规程 DBJ/I'01—57—2001》北京市地方性 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 . 用该乳液配制的乳胶漆,其漆膜具有"即时 复原"的弹性和优良的伸长率,适应沙浆表 面的"活"裂纹的运动,免于破裂或皱起,其 断裂伸长率达383%,拉伸强度达1.2MPa. 二,试验部分 1.乳液聚合 (1)原材料 甲基丙烯酸甲酯(MMA),聚合级;丙烯 酸丁酯(BA),聚合级;丙烯酸乙酯(EA),聚 合级;丙烯腈(AN),聚合级;丙烯酸(AA),聚 合级;甲基丙烯酸(MAA),聚合级;甲基丙烯 酸酰胺(AMA),聚合级;N一羟甲基丙烯酸 赵京兰,女,现任北京东方亚科力化工科技有限公司 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,主要从事水性丙烯酸 树脂的研究和开发. 1期赵京兰等:弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用21 酰胺(N—MA),聚合级;乳化剂;氨水. (2)合成方法 将乳化剂和部分去离子水加入反应器 中,开动搅拌,升温至82?,滴加予乳化液 和引发剂,反应温度控制在82?--84?,时 间为2.5,3h,保温1h,降温并进行后消除, 调pH值至7,9,100目网过滤包装. 2.技术指标 (1)产品的应用性能指标 达到北京市地方性《建筑外墙弹性涂料 应用技术规程DI/r01—57—2001))检测标 准. (2)产品本身的规格指标 表113(2,3268弹性乳液性能指标 项目BC一3268弹性建筑乳液 外观微蓝乳白色液体 总固物含量(帆%)5l?l pH值7.0,9.0 粘度(Pa-S×10.)2o0,1O00 (3)产品分析方法 符合GB/n1175—2002的标准. 3.采取的技术路线,考察的因素及考察 的目的 (1)技术路线 I3(2—3268选择100%纯丙烯酸体系,引 入特种官能单体:N一羟甲基丙烯酰胺,甲基 丙烯酰胺,丙烯酰胺等等,并同时采用了光 固化机理,使聚合物在保持一定的弹性和柔 韧性的同时,还兼顾其拉伸强度,粘结强度 和抗粘污性,以适应建筑物外墙装饰涂料用 乳液. (2)考察的因素 功能单体,Tg值,乳化剂的选择一建筑 外墙弹性涂料的主要性能指标是拉伸强度 和断裂伸长率.其体现在乳液聚合方面,即 聚合交联度. (3)考察的目的 通过试验,选择不同的功能单体及不同 的用量,确定适宜的聚合交联度,以获得拉 伸强度和断裂伸长率较好的平衡关系. 三,结果与讨论 1.单体的选择与Tg值的确定 选择甲基丙烯酸甲酯,丙烯腈为硬单 体,可赋予涂料膜优良的拉伸强度,耐洗刷 性和基材附着力.选择丙烯酸丁酯为软单 体,可使涂料膜有良好的柔韧性和耐久性. 它们之间的比例可由其混合物的玻璃转化 温度(Tg)值来衡量.根据FOX公式,由各 单体的Tg值可以计算出聚合物的Tg值. 我们选择了不同的单体配比进行比较试验, 其结果列于表3. 表3不同单体比例(不同Tg值)对性能的影响 编号l#I2#I3#l4# Tg值一712J一1512f一2212J一3o12 伸长率低,高 拉伸强度大,小 耐粘污性好,差 由表3的结果可以明显地看出,Tg值 的确定,要综合考虑多方面的因素.不但要 考察聚合工艺的稳定性,还应该考虑应用性 能.我们试选择了3#作为基础实验配方. 2.功能单体的选择及其用量的确定 加入功能单体的目的是通过功能单体 的官能团之间的交联作用来实现聚合物的 网状结构,以改善建筑外墙弹性涂料的耐水 性,拉伸强度,耐污染性以及断裂伸长率,使 其达到一个良好的平衡关系. 我们选择了N一羟甲基丙烯酰胺(N一 ),丙烯酰胺(AM),甲基丙烯酰胺 (MAM),丙烯酸(AA),甲基丙烯酸(MAA) 等官能单体进行了对比试验,结果列于表4. 22丙烯酸化工与应用第20卷 表4特种单体对乳液聚合的影响 特种单体编号1#2#3#4#5# 聚合情况结渣较少结渣极少结渣极少结渣较少结渣极少 乳液粘度较高很高中等较高较低 依据上述试验结果观察:1#与5#搭 配,虽结渣量较少,但粘度较高,不易操作; 同样,若2#与5#搭配,粘度仍很高;基于以 上原因以及专利说明,我们选择了3#和5# 两种单体进行搭配,并经过大量的试验,找 到了适宜的比例. 3.乳化剂的确定 在乳液聚合反应中,乳化剂对聚合过程 及成品的稳定性起着十分重要的作用.乳 化剂的基本作用是保持乳液在聚合工艺,储 存和运输过程中的稳定性,乳化剂的胶束数 量,形态,聚集数与乳液反应中的聚合速度, 聚合稳定性以及乳液粒径及分布有密切关 系.表5列出不同乳化剂用量对乳液聚合 的影响 表5乳化剂用量对乳液聚合的影响 试验编号1#2#3#4# 乳化剂用量(g/kg)2.O3.O4.05.O 反应情况结渣较多结渣较少结渣很少结渣极少 乳液外观绿微蓝微蓝微蓝.细腻 乳液粘度很低较低中等较高 从表5的数据分析可知,2#和3#较 好,经过进一步比较后认为3#聚合反应更 好,聚合物残渣量少,并且乳液粘度适中. 4.聚合工艺 (1)反应温度 根据过硫酸盐的半衰期(见表6),反应 温度确定在80?左右. 表6过硫酸盐的半衰期 温度(?)100806040 ? 半衰期(小时)O.172.138.41030 (2)反应时间 根据经验和试验结果,确定本反应的时 间为2.5,3小时. (3)滴加方式. 为提高乳液的生产适应能力和稳定性, 根据经验一般可用滴加乳化剂和单体与水 分相滴加两种方法,由试验结果证明,预乳 化液单相滴加较好,聚合物外观好,结渣很 少. 四,大生产的重现性' 在试验室小试工作的基础上,我们在 2M3,5M3反应釜进行了大生产,大生产产品 质量均达到设计的技术指标,从而生产出合 格的产品.表7,表8列出了具体数据. 表75M3规模反应釜生产的重现性 外观粘度(mPa.S)PH值含固量(%)反应釜 微蓝乳白液体2508.350.07B 微蓝乳白液体4207.745O.21B 微蓝乳白液体4438.235O.22B 表82M3规模反应釜生产的重现性 外观粘度(mPa.s)PH值含固量(%反应釜 微蓝乳白液体4608.315O.85A 微蓝乳白液体34O8.O15O.73A 微蓝乳白液体4908.1O51.96A 微蓝乳白液体5407.8751.40A 微蓝乳白液体63O7.9352.o3A 微蓝乳白液体53O7.9452.O2A 微蓝乳白液体3808.0750.39E 微蓝乳白液体4008.O150.31E 微蓝乳白液体4308.125O.36A 从表7,表8数据可以看出:该产品技术 指标全部合格,且聚合物容易过滤,釜壁干净, 证明配方设计合理,操作工艺成熟,稳定. 五,应用配方与性能指标 1.涂料应用配方 涂料应用配方见表9. 1期赵京兰等:弹性纯丙烯酸系建筑乳液的研制与应用23 表9弹性外墙涂料应用配方 原料名称数量(g) 水10o 分散剂3.5 分散剂2 杀菌剂1 消泡剂1 丙二醇20 钛自粉180 重钙120 弹性乳液(nc-3268)40o 纯丙乳液(BC,2021)170 消泡剂1 氨水3.6 增稠剂7 2.性能指标 (1)弹性乳液t3(2—3268配制的涂料与 其他同类产品性能的比较见表10. 表10弹性乳液BC一3268配制的涂料与 其他同类产品性能的比较 检测项目BC一3268国内产品国外产品 固含量(%)585261.1 对比率0.91430.85080.9435 耐洗刷性(次)25001198>3000 耐水性通过通过通过 耐碱性通过通过通过 断裂伸长率(%)454184253 拉伸强度(Mpa)1.120.40.83 (2)产品主要应用性能指标 表l1BC一3268建筑外墙弹性涂料性能指标 检测项目标准要求(合格品)测试结果本项结论 在容器中状态搅拌混合后无硬块;呈均匀状态同左符合 施工性刷,滚涂无障碍同左符合 没有明显刷痕;元气孔和流挂;涂膜均匀;与商涂膜外观同左符合 定标准色相比颜色差异不大 ,.,}表干?32符合 .ul实干?246符合 圃含量(%)?4559符合 耐碱性(48h)无起泡,掉粉,失光和变色同左符合 耐水性(96h)无起泡,掉粉,失光和变色同左符合 耐洗刷性(次)~>1ooo?looO符合 粉化?1级;变色?2级0;0符合 耐人工老化性(50Oh)拉伸强度?1.OMPa5.2符合 断裂伸长率?200%207符合 耐粘污性(5次)反射系数下降? 3030符合率(%) 拉伸强度(M)Pa?1.01.2符合 断裂伸长率(%)?300383符合 粘结强度(Mpa)?0.200.69符合 耐冻融循环性(25次)无粉化,开裂,剥落,起泡及明显变色同左符合 对比率(白色)0,93符合 (下转第39页) 1期谷端峰:丙烯酸装置中蒸馏塔C一210操作浅析一39 表22006年C一210塔操作 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 摘抄 序号FC2Oo31?一2oo1FC=2o02TI2oo3,TI一2OO4Fc一1015PI一2oo1PC一2oo2 127.7182.58.568.546.57123172.199.7 227.1982.48.468.746.67123173.31oo.2 326.3782.68.3369.446.77123172.099.7 429.3682.19.3469.346.37123169.21oo.2 528.2382.49.3168.747.57123178.0101.7 626.3O82.39.067.347.37123174.11oo.2 725.9582.78.2768.447.77123167.61oo.O 827.7382.78.2768.347.47123169.11oo.O 926.6282.48.1268.447.27123168.9100.0 , 1027.O882.97.8168.347.67123170.51oo.O 平均值27.2582.58.5468.547.17123171.51oo.2 表32003年,2006年操作数据的平均值比较 序号FC2oo31?一2001FC2002TI2oo3TI一2oo4Fc一1015PI一2oo1PC一2oo2 2003焦26.1182.58.1964.3241.15'7123145.699.9 2006焦27.2582.58.5468.547.17123171.51oo.2 表42003年,2006年C一210运行状况比较 序号水含量苯含量运行周期清过滤器频次过滤物状态机泵运行周期工艺平稳率 2003焦0.1wt%16,17%90天2次蚀聚合物2周/移c100% 2006焦0.03wt%17,2O%110天1次/天阻聚剂1个月欣100% 三,结"1-4论—一,,U 通过适当增加回流量,可以降低丙烯酸 分压,同时降低丙烯酸聚合速率,延长生产 周期.由于延长运行周期,相应减少因清洗 产生污水造成的环境污染,节省设备改造资 金约10万元.停车清洗的产量损失81.3吨 /天*2天=162.6吨,按丙烯酸利润2000 元计算,全年减少一次停车创效162.6 吨*2000元=32.52万元/年. (上接第23页) 六,结束语 1.本试验采用乳液聚合方法,予乳化工 艺,以过硫酸盐为引发剂,反应温度为82? -- 84?合成出纯丙弹性丙烯酸建筑乳液BC 一 3268. 2.用纯丙弹性乳液13(3—3268配制的涂 料,该项目经过应用试验及检测,达到了由 北京市建筑材料质量监督检查站参照的《建 筑外墙弹性涂料应用技术规程DBJ1— 57—2001))的检测标准, 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 编号为:TL2003 — 0318;此大生产的产品已销往许多地方, 并已得到了新老客户的认可,该弹性乳液BC 一 3268在建筑外墙弹性涂料,外墙防水涂 料,弹性拉毛涂料,浮雕漆等领域有更好的 市场前景.