超低VOC環保型苯丙乳液的制備研究

郭超（濱化集團股份有限公司，山東 濱州 256600）

超低VOC環保型苯丙乳液的制備研究

郭超（濱化集團股份有限公司，山東 濱州 256600）

苯丙乳液普遍應用在戶外的涂料、膠料等領域。隨著人們對環保的重視，各行各業都開始環保材料的應用和生產。超低VOC環保型苯丙乳液的研究和制備也成為了人們關注的重要內容，本文主要就該乳液的制備方式進行了闡述和分析。

VOC環保型；苯丙乳液；制備

隨著工業生產和建筑工程水平的不斷提高和進步，涂料的應用范圍和應用方式更加多樣化，它不僅僅應用于裝修、防腐等領域中，在工業生產中也是必不可少的重要材料。與有型乳液相比，水型乳液作為涂料的制作的基本材料，在近幾年得到了迅速的發展。隨著水型乳液應用市場的擴大，丙烯酸乳液逐漸占據主要地位。近年來，低碳環保和可持續發展成為了社會上的熱門話題，工業生產逐漸開始重視環保材料的開發和應用，其中環保型苯丙乳液的制作成為了人們關注的重要工藝技術。

1 超低VOC環保型水性苯丙乳液制備的重要性

雖然水型乳液中含有的有機物基本不具備揮發性，但它仍然會對自然環境和周圍人群造成傷害。所以，伴隨著水性涂料的廣泛應用，人們對涂料的質量要求和環保要求也隨之提升。為了滿足人們對涂料的各項需求，降低VOC（即，揮發性有機化合物）、刺激性氣味等影響環境和健康的成分是涂料制備的未來發展方向。高質量環保涂料將會是未來涂料市場的主流產品。在不同的區域范圍內，VOC的定義各不相同。如，美國定義VOC為導致地面生成臭氧、影響環境質量的有機揮發物為VOC。歐洲則將VOC定義為危害環境、使用者、生產者健康的有機揮發物。

2 苯丙乳液的VOC種類和來源

苯丙乳液中的VOC主要源和種類十分多樣化，主要可以分為以下幾種：第一，乳液本身存在雜質，在活性劑中有除該乳液成分之外的組成成分，例如苯乙烯之中含有的乙苯即為雜質；第二，引發劑作用下所產生的VOC。如，氧化還原體系引發劑有可能會導致蘇丁醇的帶入，如引發劑會帶入硫酸銨等等；第三，在聚合反應的過程中會導致單體水解物、殘余單體等雜質的產生；第四，除上述幾點原因之外，要有其他可能導致VOC產生的因素，如消泡劑等助劑都有可能帶來VOC。

3 苯丙乳液制備過程中VOC控制方法和效果

不同的VOC類型會有不同的制備方式，通過實驗和分析可知，要制備低VOC的環保苯丙乳液要從以下幾個方面著手：首先，原料準備方面。要準備純凈度高的原料。原料的純凈度會對聚合反應的轉化率造成直接性的影響，沒有出現反應的單體會受到不純凈物質的影響，最終出現在反應后的產物之中，從而導致VOC的濃度增加。舉例說明，單體丙烯酸正丁酯在來源不同的情況下，雜志含量也各不相同，實驗得出有些含量＞2000PPm，有些含量＜600PPm，從此可以看出，來源不同會導致雜質成分的比例產生巨大的差異。雜質中有丙烯酸異丁酯等成分，很多成都上影響了最終產物的質量和環保型，所以確保原料的純凈是必不可少的。此外，還可以選擇天然原料進行局部替代。

其次，要選擇恰當的引發劑。根據自由基的不同機理，可以將引發劑分為兩種：一種是熱分解引發劑，另一種是氧化還原引發劑。乳液生產最常用的是硫酸鹽，這種熱引發劑在熱能影響下可以成功分解兩個自由基。引發劑使用劑量越大，自由基的生成速度越快，即成正比。聚合物平均分子量越大，自由基生成速度越慢，即成反比。可見引發劑和乳液制備的各項反應都有一定關系。

最后，要選擇恰當的制作工藝，并且嚴格控制工藝質量。一方面要控制工藝參數，另一方面要恰當選擇工藝技術。在參數控制方面，由于聚合反應是一種放熱反應，所以引發劑的使用是必不可少的，在反應發生之后，要進行冷卻來降低熱量。為了保障質量，要嚴格控制反應溫度、反應時間等參數。另一方面，在生產中，為了確保反應穩定進行，必須做好準備工作，即單體預乳化/反應。通常會在預混釜中進行，在乳化劑中加入準備好的單體并進行攪拌，確保單體分配均勻，然后放入預混釜進行反應。

4 典型超低VOC環保型苯丙乳液的制備研究

本文主要就具有代表性的超低VOC環保型苯丙乳液巴斯夫ECO進行介紹，這幾個乳液氣味低、粘結能力強、表面光澤有彈性，是高質量的苯丙乳液，能夠在很大程度上滿足人們對乳液的環保要求。

該乳液所采用的工藝技術為核殼乳液聚合技術，將聚合物乳液作為種子，然后使其與不同的單體進行聚合反應，在反應后獲取乳膠粒子，通過這種反方式來使膜溫度得到有效降低。反應后產生的粒子結構特點有一下幾點：第一，成膜不需要有機溶劑的使用，且涂料會具有一定的光澤性和彈性；第二，透明組分會使乳液具備超高的表面硬度，并且提升抗黏連性。在乳液的配方與工藝方面，該乳液主要以丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯等作為原料，原料中不含有甲醛等有害成分。具體的成分與比例如下表所示：

表1 ECO乳液中原料與比例

該乳液在反應前要準備乳化劑溶液，然后加入種子乳液，在反應溫度達到要求之后加入出事引發劑，并且均勻攪拌。當引發劑處于工作溫度時，加入單體、引發劑和乳化劑溶液三種原料，促使聚合反應的發生。通常情況下，引發劑會選用硫酸鹽，在反應溫度達到要求之后，要降低熱量，以此控制局部溫度和副反應的發生。此外，該產品還進行了真空汽提，以此來保障乳液中VOC的除盡。

5 結語

綜上所述，超低VOC環保型苯丙乳液的制備能夠滿足人們的環保需求，從而提升工業、建筑等多個行業的建設質量和水平。

[1]駱文林.環保超低VOC水性苯丙乳液制備淺議[J].當代化工研究,2016(05).

[2]韓鑫,董輝,李盛彪.超低VOC環保型苯丙乳液的制備研究[J].膠體與聚合物,2014(03).