助劑對聚醋酸乙烯酯乳液涂料對比率的影響

萬艷慧，徐翠香，許雯倩，徐凱杰

(南京科技職業學院化工與材料學院，江蘇 南京 210048)

目前在整個涂料行業中，以水為介質的水性涂料快速發展。聚醋酸乙烯酯乳液涂料作為涂料領域的一大熱門，研究開發、推廣應用水性涂料日益為人們所重視，所以對助劑要求、涂料性能指標的也越來越嚴格。而對比率作為參考涂料好壞的一項重要性能，是測量白色及淺色涂料遮蓋能力的重要指標。在聚醋酸乙烯酯乳液涂料中對比率越高，其遮蓋力越好，而相同數量的涂料，涂刷面積就越大[1]。反之，涂料對比率較低的產品，其遮蓋力或消除底材顏色的能力也就越弱。

1 實驗環節

1.1 實驗步驟

1）啟動分散機，在攪拌狀態下，依次加入203.0ml去離子水、2.0g纖維素、6.0g丙烯酸鈉鹽、1.5g液體石蠟、1.0g潤濕劑OP-10、用AMP95有機胺調節pH至7～8，使纖維素完全溶解。

2）緩慢加入40.0g鈦白粉、110.0g滑石粉和280.0g碳酸鈣，調整轉速攪拌一段時間后，用細度計測混合溶液細度，使溶液細度不超過70μm。

3）攪拌狀態下依次加入20.0g去離子水、25.0g丙二醇、4.5g十二碳醇酯、180.0g聚醋酸乙烯酯乳液，繼續加入1.5g液體石蠟，調整轉速充分攪拌，直至攪拌均勻，得到白色涂料，實驗結束。根據實驗需求，改變助劑質量，完成實驗。

1.2 主要儀器

C84-Ⅱ反射率測定儀、線棒涂布器（規格100μm）

1.3 實驗原理

在已給定濕膜或涂布量的條件下，利用反射率測定儀分別測定出涂膜在標準黑白板上的反射率，黑板與白板反射率的比值即為對比率[2]。

2 實驗結果與分析

2.1 纖維素對PVAc對比率的影響

增稠劑作為一種流變助劑，在加入增稠劑后依然能給予涂料優異的機械及物理化學穩定性[3]。且任何一類的增稠劑都有其特點，實驗選用羥乙基纖維素作增稠劑，通過改變羥乙基纖維素的質量分析增稠劑對涂膜對比率的影響。

圖1為增稠劑纖維素對聚醋酸乙烯乳液涂料對比率的影響。

圖1 纖維素對對比率的影響圖Figure1 the effect of cellulose on the ratio

實驗要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使纖維素的質量依次增加，用反射率測定儀測其對比率，計算涂膜對比率。分析折線圖可得：隨著纖維素用量的增加，涂料的對比率呈相對平緩的趨勢，纖維素對對比率無影響。由于增稠劑進入體系的分散介質——水相中，主要令其體系的黏度增加，通過增稠劑的其它作用機理可以明顯發現增稠劑對涂料黏度的影響最大，而對涂料對比率產生不了影響。

2.2 聚丙烯酸鈉鹽對PVAc對比率的影響

分散劑將細粒顏料和填料潤濕并分散在基料中，它的潤濕機理與涂料對涂裝基材表面的潤濕完全相同，但潤濕分散劑潤濕的是不規則的粒子表面，潤濕后表面活性劑長期吸附在粒子表面，使其粒子始終保持分散狀態[4]。實驗選用聚丙烯酸鈉鹽作分散劑，通過改變聚丙烯酸鈉鹽的質量分析分散劑對涂膜對比率的影響。

圖2為分散劑聚丙烯酸鈉鹽對聚醋酸乙烯乳液涂料對比率的影響。

圖2 聚丙烯酸鈉鹽對對比率的影響圖Figure2 effect of sodium polyacrylate on the ratio

實驗要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使聚丙烯酸鈉鹽的質量依次增加，用反射率測定儀測其對比率，計算涂膜對比率。分析可得：隨著聚丙烯酸鈉鹽質量的增加，當聚丙烯酸鈉鹽的質量為6g時，涂料的對比率最大，質量繼續增加時，涂料的對比率會有所下降。選擇合適的分散劑用量不僅可以控制絮凝作用，而且可以控制顏料研磨、粉碎時間，從而提高工作效率。

2.3 十二碳醇酯對PVAc對比率的影響

十二碳醇酯可以被吸收在乳液粒子上，軟化粒子并在涂裝時引起更好的融合。能很好改善涂料的可擦洗性、可補漆性，有效提高涂層的展色性，降低乳膠涂料的最低成膜溫度，也可有效的聚結乳液粒子。實驗中選用十二碳醇酯做聚結劑，通過改變十二碳醇酯的質量，分析其對涂料對比率的影響。

圖3為凝聚劑十二碳醇酯對PVAc涂料對比率的影響。

圖3 十二碳醇酯對對比率的影響圖Figure3 the effect of dodecyl ester on the ratio

實驗要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使十二碳醇酯的質量依次增加，用反射率測定儀測其對比率，并算出涂膜對比率。分析可得：隨著十二碳醇酯質量的增加，涂料對比率呈上升趨勢。

2.4 丙二醇質量對PVAc對比率的影響

成膜助劑又稱為聚結劑、助溶劑或共溶劑，在漆膜干燥過程中，水分揮發后余下的成膜助劑是聚合物微滴溶解并交融成連續的膜，并且會對成膜聚合物起短時間的增塑作用[5]。實驗選用丙二醇作成膜助劑，通過改變丙二醇的質量分析成膜助劑對涂料對比率的影響。

圖4為成膜助劑丙二醇對聚醋酸乙烯乳液涂料對比率的影響。

圖4 丙二醇對對比率的影響圖Figure 4 the effect of propylene glycol on the ratio

實驗要求：在其它助劑用量都不變的情況下，使丙二醇的質量依次增加，用反射率測定儀測其對比率，并算出涂膜對比率。分析得到：隨著丙二醇質量的逐漸增加，涂料的對比率變化不定，呈不規律的變化。實驗過程中不可控因素如加入顏填料的速度，涂膜的厚度，涂膜的實際干燥程度都不易保持統一，涂抹制作中線棒的涂刮力度無法保持一致，反射率測定儀的校準也存在一定的誤差，以及溫度、濕度等這些因素的影響都會對涂料的對比率產生不確定性。

3 結語

通過實驗介紹了聚醋酸乙烯酯乳液涂料中各功能助劑增稠劑纖維素、分散劑聚丙烯酸鈉鹽、凝聚劑十二碳醇酯、成膜助劑丙二醇對PVAc涂料對比率的影響。結果表明：纖維素對涂料對比率無影響；當聚丙烯酸鈉鹽質量為6g時，涂料對比率最高；對比率隨著十二碳醇酯質量的增加而升高；當丙二醇的質量增加時，涂料對比率呈無規則變化。