《精细化工工艺》课件-工作任务21 聚乙酸乙烯酯乳胶涂料的配制

精细化工工艺项目五涂料的生产及应用工作任务21聚乙酸乙烯酯乳胶涂料的配制传统涂料(油漆)都要使用易挥发的有机溶剂,例如汽油、甲苯、二甲苯、酯、酮等,以帮助形成漆膜。这不仅浪费资源,污染环境,而且给生产和施工场所带来危险性,如火灾和爆炸。而乳胶涂料的出现是涂料工业的重大革新。它以水为分散介质,克服了使用有机溶剂的许多缺点,因而得到了迅速发展。【任务导读】工作任务21聚乙酸乙烯酯乳胶涂料的配制聚乙酸乙烯酯（PVAc）乳胶涂料因其环保性、低成本及易施工特性，广泛应用于建筑内墙装饰。本次任务要求基于典型配方（含PVAc乳液、颜填料、助剂等），学习到从原料选择到产品制备的全过程，通过实验操作，深入理解乳胶涂料的配制原理和工艺流程，提升实践技能的同时，培养精细化工产品开发能力。【任务导读】一、目的要求1.了解乳胶涂料的特点,掌握配制方法。2.能够安全、规范地完成聚乙酸乙烯酯自由基乳液聚合反应的关键操作步骤。3.深刻认识以水为溶剂的环保涂料的优势，强化实验操作中的个人防护意识，规范处理实验废弃物，践行绿色化学理念。二、基本原理聚乙酸乙烯酯乳胶涂料呈现为乳白色黏稠液体，可通过掺入各色色浆调配出丰富多样的色彩。该涂料主要应用于建筑物内外墙面的涂装与装饰。其显著特点在于以水为分散介质，赋予其安全无毒、施工便捷的优势。其施工适应性良好，易于喷涂、刷涂或辊涂，并具有干燥迅速、保色性优异、透气性佳等特性。三、仪器和药品乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、乳化剂OP-10、去离子水、过硫酸铵、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯、六偏磷酸钠、丙二醇、钛白粉、碳酸钙、磷酸三丁酯。1.药品烧瓶(250mL)、电动搅拌器、温度计(0~100℃)、球形冷凝管、滴液漏斗(60mL)、电炉、水浴锅、高速均质搅拌机、砂磨机、搪瓷或塑料杯、调漆刀、漆刷、水泥石棉样板。2.仪器四、操作步骤（1）聚乙烯醇的溶解在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗的四颈瓶中加入30m1蒸馏水和0.35g乳化剂OP-10,搅拌，逐渐加入2g聚乙烯醇。加热升温，至90℃保温1h，冷却备用。（2）过硫酸铵的溶解将0.2g过硫酸铵溶解，配成质量分数5%的溶液1.聚乙酸乙烯酯乳液的合成四、操作步骤（3）聚合在上述四颈瓶种加入17g蒸馏过的醋酸乙烯酯和2ml质量分数5%过硫酸铵水溶液。开动搅拌器，水浴加热，保持温度在65~75℃。当回流基本消失时，温度自升至80~83℃时，用滴液漏斗在2h内缓慢地、按比例地滴加23g醋酸乙烯酯和余下的过硫酸铵水溶液，加料完毕后升温至90-95℃，保温30min至无回流为止。冷却至50℃，反应液变稠（玻璃棒提拉呈连续液滴）后，加入3ml左右质量分数5%碳酸氢钠水溶液,调整pH至5-6。然后慢慢加入3.4g邻苯二甲酸二丁酯。搅拌冷却1h，即得白色稠厚的乳液。1.聚乙酸乙烯酯乳液的合成四、操作步骤（1）涂料的配制把20g去离子水、5g质量分数10%六偏磷酸钠水溶液以及2.5g丙二醇加入搪瓷杯中,开动高速均质搅拌机,逐渐加入18g钛白粉、8g滑石粉和6g碳酸钙,搅拌分散均匀后加入0.3g磷酸三丁酯,继续快速搅拌10min,然后在慢速搅拌下加入40g聚乙酸乙烯酯乳液,直至搅匀为止,即得白色涂料。（2）成品要求①外观白色稠厚流体。②固体质量分数50%③干燥时间25℃表干10min,实干24h。2.聚乙酸乙烯酯乳胶涂料的配制五、实验记录1.原料的称量乙酸乙烯酯________；聚乙烯醇________；乳化剂OP-10________；去离子水________；过硫酸铵________；碳酸氢钠________；邻苯二甲酸二丁酯________；六偏磷酸钠________；丙二醇________；钛白粉________；碳酸钙________；磷酸三丁酯________。2.配制过程（1）聚乙烯醇的溶解，加热升温，至________℃保温________h，冷却备用。五、实验记录（2）聚合开动搅拌器，水浴加热，保持温度在________℃。当回流基本消失时，温度升至℃，滴液漏斗滴加用时________h。加料完毕后升温至________℃，至无回流，保温________。搅拌冷却________，即得白色稠厚的乳液。3.产品检测（1）外观________。（2）固体质量分数________。（3）干燥时间________℃，表干________min,实干________h。六、思考与讨论1.聚乙烯醇在反应中起什么作用?为何要与乳化剂0P-10混合使用?2.过硫酸铵在反应中起何作用?3.如何才能提高涂料的遮盖力?七、实验注意事项1.聚乙烯醇溶解速率较慢,必须溶解完全,并保持原来的体积。如使用工业品聚乙烯醇可能会有少量皮屑状不溶物悬浮于溶液中,可用粗孔铜丝网过滤除去。2.滴加单体的速率要均匀,防止加料太快发生爆聚冲料等事故。过硫酸铵水溶液数量少,注意均匀,按比例地与单体同时加完。3.搅拌速率要适当,升温不能过快。4.瓶装的试剂级乙酸乙烯酯需蒸馏后才能使用。5.在搅匀颜料、填充料时,若黏度太大难以操作,可适量加入乳液至能搅匀为止。【任务总结】请对任务