助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度和光澤度的影響

范欣蕾　劉穎詩　梁家憲　侯欣樺　佘家康　謝梓良　蔡楚冰　李永蓮　羅媛媛

摘????? 要：為了研究幾種常見助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度和光澤度的作用及影響，探索了丙烯酸鈉鹽、羥乙基纖維素、十二酯醇、OP-10、丙二醇等助劑在不同使用量時聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的黏度和光澤度。結(jié)果表明：隨著分散劑丙烯酸鈉鹽用量的增大，乳膠涂料的黏度也隨之增大，然后減小，分散劑丙烯酸鈉鹽的合適用量為6.0 g；增稠劑羥乙基纖維素用量增大時，乳膠涂料的黏度也增大；成膜助劑十二醇酯用量增加時，乳膠涂料的黏度先降低再增加，十二醇酯合適用量為2.0 g；乳化劑OP-10的用量增多時，乳膠涂料的黏度總體有下降趨勢，OP-10合適添加量為 0.3 g。聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的光澤度都在2.2%～2.3%之間，各助劑的增減對其影響不大。

關(guān)? 鍵? 詞：聚醋酸乙烯酯乳膠涂料；丙烯酸鈉鹽；羥乙基纖維素；OP-10；十二酯醇；黏度；光澤度

中圖分類號：TQ633???? ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A???? ?文章編號： 1004-0935（2023）11-1581-04

聚醋酸乙烯酯（PVAc）乳膠涂料，是一種重要的乳液膠黏劑，其優(yōu)點(diǎn)很多，例如原料來源豐富且價格低廉、操作工藝簡單、初期黏接強(qiáng)度高等。PVAc乳膠涂料目前在市場上是產(chǎn)銷量最大的涂料品種之一，在建筑裝潢、木材和紡織物黏接、紙品加工、包裝材料等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用^[1-2]。但是PVAc乳膠涂料的耐水性、凍融穩(wěn)定性都比較差，所以在低溫下很容易破乳，低溫成膜性不好、黏合力強(qiáng)度不夠，在長時間的靜載荷作用下膠層易發(fā)生滑移^[3]。國內(nèi)外對PVAc 乳液進(jìn)行了許多改性研究^[4-7]，都取得了不錯的效果。

目前，我國所有的乳膠涂料都存在黏度低的情況，使用助劑對于提高聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的黏度，增強(qiáng)涂料的貯存穩(wěn)定性、施工性和成膜性等都有很大的影響。 因此，助劑對提高和改善涂料以及涂膜的性能起到十分關(guān)鍵的作用。但是助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的影響是正面的還是反面的，這是未知的，基于此，本文探索了助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的黏度和光澤度的作用和影響。

1? 實驗部分

1.1? 實驗試劑與儀器

去離子水；羥乙基纖維素，食品級，河南華悅化工產(chǎn)品有限公司；丙烯酸鈉鹽5040、鈦白粉、十二酯醇、1，2-丙二醇、有機(jī)胺（AMP95），廣州市潤宏化工有限公司；礦物油；乳化劑OP-10，化學(xué)純，無錫市永太化學(xué)試劑有限公司；滑石粉，廣西K牌1 250目滑石粉，鄭州宏升滑石制品有限公司；超細(xì)超白輕質(zhì)碳酸鈣，江西省白瑞碳酸鈣有限公司；聚醋酸乙烯酯乳液，北京佳樂美涂商貿(mào)有限公司。

高速分散機(jī)（BGD740/1）、測試級馬口鐵片（BGD2302）、單角度測定儀（BGD512/S），標(biāo)格達(dá)精密儀器（廣州）有限公司；斯托默黏度計，NDJ-85，上海方瑞儀器有限公司；電子天平，JE1002，上海浦春計量儀器有限公司。

1.2? 制備方法

將101.50 g去離子水、1.00 g羥乙基纖維素、3.00 g丙烯酸鈉鹽、0.75 g礦物油、0.50 g OP-10混合均勻，倒入高速分散機(jī)，轉(zhuǎn)速1 200 r·min^-1下分散5 min，再調(diào)速到2 000 r·min^-1進(jìn)行分散，過程中依次加入20.00 g鈦白粉、55.00 g滑石粉、50.00 g碳酸鈣、10.00 g去離子水、12.50 g丙二醇、2.25 g十二酯醇、90.00 g聚醋酸乙烯酯乳液、0.75 g礦物油、90.00 g碳酸鈣，攪拌均勻后即得白色乳膠涂料。

1.3? 檢測方法

黏度的測定依據(jù)《涂料黏度的測定 斯托默黏度計法》（GB/T 9269—2009）。光澤度的測定依據(jù)《色漆和清漆 不含金屬顏料的色漆漆膜的20°、60°和85°鏡面光澤的測定》（GB/T9754—2007）。

2? 結(jié)果與討論

2.1? 助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度的影響

2.1.1? 分散劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度的影響

以丙烯酸鈉鹽為分散劑，在其他助劑用量不變的情況下，改變丙烯酸鈉鹽的用量，考察分散劑丙烯酸鈉鹽對PVAc乳膠涂料黏度的影響，結(jié)果如? 圖1所示。由圖1可見，當(dāng)丙烯酸鈉鹽的用量增大時，聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的黏度也隨之增大，但是到一定量時，黏度不再增大，反而略有下降，丙烯酸鈉鹽的合適用量為6.0 g。原因可能是，丙烯酸鈉鹽是陰離子型電解質(zhì)，含有大量的親水基團(tuán)，丙烯酸鈉鹽的用量不一樣，則親水基團(tuán)含量亦不同，因此在PVAc水分散液中粒徑亦不同。一般情況下PVAc水分散液的黏度隨粒徑增大而增大，因此體積分?jǐn)?shù)一定時，粒徑增大將導(dǎo)致粒子間距增大，粒子間相互作用降低，PVAc乳膠涂料體系黏度下降；否則黏度升高。但是另一方面，隨PVAc水分散液粒徑增大，粒子運(yùn)動時的黏滯效應(yīng)增強(qiáng)，會使得體系黏度也增大。綜合影響的結(jié)果是：粒徑的增大，PVAc乳膠涂料體系黏度增大，但是體系黏度增大到一定后會略有下降^[8]。?

2.1.2? 增稠劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度的影響

以羥乙基纖維素作為增稠劑，在其他助劑用量不變的情況下，通過改變羥乙基纖維素的用量，考察增稠劑對PVAc乳膠涂料黏度的影響，結(jié)果如? 圖2所示。增稠劑是使涂料體系黏度增加的助劑，是影響水性涂料黏度的重要因素之一。由圖2可以看出，PVAc乳膠涂料黏度隨著羥乙基纖維素的用量增加而增大，羥乙基纖維素的合適用量為1.25 g。這個結(jié)果的作用原理可能由于羥乙基纖維素中含有羥基的大分子鏈，可通過分子內(nèi)或分子間形成氫鍵，還可通過與水發(fā)生水合作用以及在分子鏈之間產(chǎn)生纏繞，實現(xiàn)對水相黏度的提高^[9]。

2.1.3? 成膜助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度的影響

以十二醇酯作為成膜助劑，在其他助劑用量不變的情況下，考察十二醇酯對PVAc乳膠涂料黏度的影響，結(jié)果如圖3所示。成膜助劑，也稱為凝聚劑或者聚結(jié)劑，一般是高沸點(diǎn)溶劑，它們好比是一種“臨時”增塑劑。成膜助劑的主要作用是用來降低聚合物的玻璃化溫度（T_g），否則如果乳液聚合物T_g高，在環(huán)境溫度較低時很難變形，這會阻礙融合過程，導(dǎo)致形成薄膜的失敗，這時需要添加成膜助劑使乳膠粒子溶脹變軟，幫助融合過程順利完成，協(xié)助成膜^[10]。由圖3可知，當(dāng)十二醇酯用量為 2.0 g 時，涂料黏度合適。

2.1.4 ?潤濕劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料黏度的影響

以O(shè)P-10為潤濕劑，在其他助劑用量不變的情況下，考察其添加量對PVAc乳膠涂料黏度的影響，結(jié)果如圖4所示。

潤濕劑是表面活性劑，通過降低水的表面張力或者界面張力，改善顏料粒子對水的潤濕性性能，有效地提高顏料的穩(wěn)定性。但是加入潤濕劑以后，涂料內(nèi)的表面活性劑含量增加了很多，而表面活性劑的存在會使得涂料成為一個非穩(wěn)定體系，引起較大的表面張力差，而這個差值的存在會使得涂料表面形成泡沫的概率增大^[11]，這是對體系不利的。由圖4可見，當(dāng)OP-10添加量為 0.3 g 時，PVAc乳膠涂料黏度合適，也可避免產(chǎn)生大量的表面泡沫。

2.2? 助劑對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料光澤度的影響

用60°角的鏡面光澤度計對馬口鐵片上制板干燥后的樣品進(jìn)行測試，分別考察分散劑丙烯酸鈉鹽、增稠劑羥乙基纖維素、成膜助劑十二醇酯、潤濕劑OP-10、助溶劑丙二醇的添加量對聚醋酸乙烯酯乳膠涂料光澤度的影響，結(jié)果如表1所示。由表1可知，隨各種助劑的增減，聚醋酸乙烯酯乳膠涂料光澤度沒有明顯改變。

3? 結(jié) 論

通過研究發(fā)現(xiàn)，聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的黏度受分散劑丙烯酸鈉鹽、增稠劑羥乙基纖維素、成膜助劑十二醇酯、潤濕劑OP-10等助劑的影響較明顯，但是聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的光澤度受到助劑的影響不大。

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Effect of Additives on Viscosity and Glossiness

of Polyvinyl Acetate Latex Coatings

FAN Xin-lei， LIU Ying-shi， LIANG Jia-xian， HOU Xin-hua， SHE Jia-kang， XIE Zi-liang，

CAI Chu-bing， LI Yong-lian*， LUO Yuan-yuan

（School of Eco-environment Technology， Guangdong Industry Polytechnic， Guangzhou Guangdong 510300， China）

Abstract：? In order to study the role and influence of several common additives on the viscosity and gloss of polyvinyl acetate latex coatings， the viscosity and gloss of polyvinyl acetate latex coatings with different amounts of sodium acrylate， hydroxyethyl cellulose， dodecyl alcohol， OP-10 and propylene glycol were explored. The results showed that the viscosity of latex coatings increased and then decreased when the amount of dispersant sodium acrylate increased， and the appropriate amount of dispersant sodium acrylate was ?6.0 g; The viscosity of latex coatings increased when the amount of thickener hydroxyethyl cellulose increased; The viscosity of latex coatings decreased and then increased when the amount of film-forming additives dodecyl alcohol increased， and the appropriate amount of dodecyl alcohol ester was 2.0 g; when the amount of emulsifier OP-10 increased， the viscosity of latex coating had a decreasing trend， and the appropriate amount of OP-10 was 0.3 g. The glossiness of polyvinyl acetate latex coatings were between 2.2% and 2.3%， and the increase or decrease of each additive had little effect on the glossiness .

Key words： Polyvinyl acetate latex coating; Sodium acrylate ; Hydroxyethyl cellulose; OP-10; Dodecyl alcohol; Viscosity; Gloss