苯丙涂料实训指导书.doc

苯丙涂料实训指导书 涂料生产技术实训指导书综合实训项目外墙乳胶漆的配制和检验实训1实训课题的选择和任务涂料是一类非常常用的精细化工产品，其中乳胶漆是一种广泛使用的建筑涂料。 乳胶漆的制作和检验难度适中，作为高职精细化学品生产技术专业学生的专业实训是合适的。 所以，实训课题的名称可确定为外墙乳胶漆的配制和检验实训。 本课题的训练任务主要有如下几个方面1查阅有关资料，了解乳胶漆和乳液的用途、性能、组成、制备和检验2确定乳液和乳胶漆的制备和检验方案；3按制备方案进行乳液和乳胶漆的制备；4按检验方案对所制备的乳液和乳胶漆进行检验。 2资料的查阅确定选题和实训任务后，学生应围绕课题主要进行乳液的选择和配制、外墙乳胶漆的配制和检验等方面的文献检索。 2.1外墙乳胶漆的配制和检验乳胶漆是水性涂料的一种，基本成分可以分为基料、颜料(填料)及助剂三大部分。 基料通常为以乳液聚合制成的合成树脂乳胶，是主要成膜物质。 常用的合成树脂乳胶有聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、苯-丙乳液等。 其中醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液的涂膜的柔韧性、耐擦洗性等方面尚有差距，只能作为普通的外墙涂料。 纯丙烯酸酯聚合乳液的涂膜性能好，但价格高。 而苯丙乳液，由于采用价格较低的苯乙烯代替甲基丙烯酸，因而其价格要比纯丙烯酸酯便宜。 这类乳胶漆也具有良好的耐候性、耐水性和耐粉化性。 由于苯乙烯的存在，漆膜比较容易变黄，但由于其性能与价格是比较适中的，因而在对外观要求不高时仍然被广泛用作外墙涂料。 在国内具有广泛的市场。 根据乳液的对比分析，本实训选用苯丙乳液作为乳胶漆的原料。 助剂主要有分散剂(颜料的分散及防止再凝聚)、润湿剂(颜料润湿性的改进)、消泡剂(制造和涂装时消泡)、防腐剂(防止储存过程中腐败)、防霉剂(防止涂膜生霉)、增稠剂(调节涂料黏度和涂装作业性)、防冻剂(改进冻融稳定性)、防锈剂(防止涂装金属面生锈)等成膜助剂。 乳胶漆配制工艺一般可分为两类一是将颜料、填料和各类助剂经过分散、研磨和过滤，制成色浆，然后配合一定量的乳液、成膜物、助剂，在调漆机内调成乳胶漆。 二是将乳胶漆所有的物料混合、分散、研磨、过滤成白色乳胶漆，然后再加色浆，混合均匀。 不论哪种方法，说到底是使颜料、填料、成膜助剂、乳液混合后找到一个平衡点，以满足施工性、附着力、粘度、耐久性、耐洗刷性和低成本的要求。 对于外墙乳胶漆的质量指标，GB/T9755-xx（合成树脂乳液外墙涂料）进行了规定，见表1所示。 表1GBT9755xx合成树脂乳液外墙涂料质量标准2.2苯丙乳液合成与检验苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。 苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。 乳白色液体，带蓝光。 固体含量4050%，粘度802000mPas，单体残留量0.5%，PH值89。 苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。 苯丙乳液用作纸品胶粘剂，也可与淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠等胶粘剂配合使用。 贮存于530的库房内，贮存期1年。 苯丙乳液是一类重要的中间化工产品，具有非常广泛的用途，现已用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等，具有无毒、无味、不燃、污染少、耐候性好、耐光、耐腐蚀性优良等特点。 苯丙乳液是由苯乙烯、丙烯酸酯类、丙烯酸等单体发生共聚反应后得到的乳液。 其中丙烯酸酯类多采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等。 聚合反应的引发剂可采用过硫酸钾、过硫酸铵等。 乳化剂多采用十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）等。 聚合工艺一般采用先将单体预乳化，然后连续滴加单体预乳化液和引发剂溶液的方式进行乳液聚合反应。 苯丙乳液的质量指标主要有固含量、化学稳定性和贮藏温度性等3实训方案的设计3.1苯丙乳液合成与检验方案的设计根据资料查阅，选择苯丙乳液来制备外墙乳胶漆。 苯丙乳液的制备方案设计如下1）苯丙乳液的合成 （1）材料与配方见表2所示。 表2苯丙乳液合成用原料与配方材料用量/g材料用量/g苯乙烯丙烯酸丙烯酸丁酯甲基丙烯酸甲酯十二烷基硫酸钠28.32.727.512.73.4OP-10碳酸氢钠过硫酸钾氨水3.41.51.5调节pH至8 （2）仪器圆底烧瓶（500mL），四口烧瓶（500mL），烧杯，冷凝管，滴液漏斗，Y型管，电动搅拌装置，温度计，恒温水浴锅。 （3）操作步骤预乳化在500mL圆底烧瓶中，按配方用量加入苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫酸钠、OP- 10、碳酸氢钠和100mL水，室温下搅拌乳化30min，制成单体预乳化液，备用。 在100mL烧杯中加入配方用量的过硫酸钾，用30mL水溶解配成引发剂溶液，置于冰箱中备用。 乳液聚合反应按图2装好装置。 在500mL四口烧瓶中加入40mL单体预乳化液，搅拌并升温至78，边搅拌边滴加8mL引发剂溶液，约20min滴完。 然后，在2.5h内同时分别滴加剩余的单体预乳化液和14mL引发剂溶液。 并在30min内滴完剩余的8mL引发剂溶液。 滴加过程中应保持瓶内温度7885左右。 缓慢升温至90，保温反应1h后，冷却反应液至40，加氨水调节pH至8，出料，即为苯丙乳液。 2）苯丙乳液的性能检测 （1）乳液外观观察取5mL乳液倒入50mL的烧杯中，用玻璃棒提起乳液，约距烧杯口20cm处观察乳液的流动状态及其色泽，乳液流线是否均匀一致，是否含有异物，颗粒是否均匀。 （2）固含量的测定准确称量经干燥并冷却了的称量瓶，加入2g（准确至1mg）乳液，再准确称量后，于110的烘箱烘约2h，取出放入干燥器中冷却至室温后，再准确称重。 固体含量的质量分数w按式9-1计算w（m2-m1）/m（9-1）式中m1称量瓶的质量，g；m2焙烘后试样和称量瓶的质量，g；m试样的质量，g。 （3）粘度的测定在室温(20)下采用涂-4杯测乳液的黏度，单位秒（s）。 （4）钙离子稳定性测定取10g乳液，加入10的氯化钙水溶液10g，摇匀，放置48h，观察是否有分层或破乳现象。 若无分层或破乳现象则为合格，相反则不合格。 （5）乳液贮存稳定性测定将乳液在50的恒温烘箱中放置一周，观察乳液是否有分层或破乳现象；若无分层或破乳现象则为合格，相反则不合格。 表3外墙乳胶漆配制用材料和配方组分质量分数，%组分质量分数，%水杀菌剂羧甲基纤维素分散剂消泡剂润湿剂膨润土250.030.050.310.090.271.35滑石粉轻质碳酸钙钛白粉乳液乙二醇丙烯酸聚合物乳液1.306.5516.55320.80.55 （2）仪器研磨机，搅拌机，电热鼓风恒温干燥箱，斯托默黏度计及玻璃仪器等。 （3）配制步骤白浆的配制首先加入水，然后加入杀菌剂，在一定的转速下缓慢地加入羧甲基纤维素增稠剂，使其溶解。 再依次加入分散剂、消泡剂、膨润土、滑石粉、轻质碳酸钙和钛白粉，混合搅拌均匀，然后转入研磨机