PSF-01为通用型纸张涂层手感漆，与传统纸张涂层相比，不仅适用范围广，而且是以水为稀释剂，环保无毒，涂布工艺简单灵活，可以喷涂、刮涂或者凹版印刷和丝网印刷，且涂饰技术易把握、涂饰质量稳定，有较强的粘着力、防粘性和防水性。用于纸张顶涂层涂饰，可以令纸张光泽自然柔和不泛白、涂层粒面细致,可使表面得到棉滑、丝绸、滋润之手感。

LV-3020采用多种特殊功能材料与皮革特种水性分散体聚合而成, 以水为稀释剂，简化了皮革涂饰工艺、省工省时、降低了成革成本，且涂饰技术易把握、涂饰质量稳定、无毒。用于皮革顶涂层涂饰，成革柔软、光泽自然柔和不泛白、涂层粒面细致,可使皮革制品表面得到棉滑、丝绸、滋润之手感，皮纹精细清晰。

LV-3020具有以下优良的特性：优良的抗老化性；较好的耐寒性；耐热熨压性；较优的耐曲折性和鼓摔性；较好的渗透性；较强的粘着力；特大的伸长率；防粘性和防水性强。

 水性聚酯木器漆的应用范围：
（1）家庭装修：木门，窗，橱柜，家具，木地板；
（2）公众场所装修：酒店，办公室，医院，学校，商店；
（3）家具厂：出口家具，儿童家具，玩具，木材加工制品；
（4）室外木材保护：木制庭阁，休闲木制品，室外木饰。

   以上的分析，全面的阐述了水性聚酯木器漆基本特点和应用范围，希望能为消费者了解水性木器漆相关知识打下基础。

1 配方的基本组成

水性木器漆的基本组成如下：
(1) 聚合物乳液或分散体。这是成膜的基料，决定了漆膜的主要性能。
(2) 成膜助剂。在水挥发后，使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜，并能改善低温条件下的成膜性。
(3) 抑泡剂和消泡剂。抑制生产过程中漆液中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液 面并破泡之。
(4) 流平剂。改善漆的施工性能，形成平整的，光洁的涂层。
(5) 润湿剂。提高漆液对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着力。
(6) 分散剂。促进颜料和填料在漆液中的分散。
(7) 流变助剂。对漆料提供良好流动流平性，减少涂装过程中的弊病。
(8) 增稠剂。增加漆液的粘度，提高一次涂装的湿膜厚度，并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层的作用。
(9) 防腐剂。防止漆液在贮存过程中霉变。
(10) 香精。使漆液具有愉快的气味。
(11) 着色剂。主要针对色漆而言，使得水性漆具有所需颜色。着色剂包括颜料和染料两大类，颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装)， 染料用于透明色漆(显露木纹的涂装)。
(12) 填料。主要用于腻子和实色漆中，增加固体份。
(13) pH调节剂。调整漆液的pH值，使漆液稳定。
(14) 蜡乳液或蜡粉。提高漆膜的抗划伤性和改善其手感。
(15) 特殊添加剂。针对水性漆的特殊要求添加的助剂，如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂(降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂(防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组份漆，提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外吸收剂（户外用漆抗老化，防止变黄）等，凡此种种不一而足。
此外，配方设计时往往还要添加少量的水以便制漆。

2 基料

水性木器漆面漆的配方中，基料即聚合物乳液或分散体占80%以上，最好在90%以上。由于乳液特别是水分散体的固体份较低(水分散体一般在30%～35%)，配方设计时应尽量提高基料的用量，使得漆液中的有效成膜物含量尽可能多，这样才能保证制成的漆一道涂装漆膜较厚，丰满度高。

聚合物乳液一般较水分散体的固体份高。水性基料固体份提高到一定程度后粘度增加很快，以至于可以稠到不能顺利制漆的程度。水分散体因粒子小，所以这种现象更显著，通常只能做成35%以下的浓度。因为乳液粒子比较大，同样固体份下的粘度小一些，一般能制成50%左右的固体份。配方设计时，应该考虑到这种差别，也既采用水分散体制漆时，更要尽可能多地提高分散体的用量。

水性木器漆实色漆中有部分颜料和填料，乳液或水分散体的用量相应要降低，一般在70%～80%左右，而腻子中填料更多，乳液或分散体的用量基至可低至50%左右。

3 成膜助剂

构成乳液或分散体的聚合物通常具有高于室温的玻璃化温度Tg。为了使乳液粒子很好地融合成为均匀的漆膜必须使用成膜助剂降低最低成膜温度(MFFT)。成膜助剂是一类小分子化合物，存在于漆膜中的成膜助剂最终会逐渐逸出并挥发掉。多数成膜助剂是涂料VOC的重要组成部分，因此成膜助剂应该用得越少越好。成膜助剂的量取决于配方中乳液或水分散体的用量和玻璃化温度。乳液或水分散体用量大以及聚合物的Tg高，成膜助剂的用量要大，反之用量少。配方设计时，首先考虑成膜助剂大约占乳液的或水分散体的3%～5%，或者占乳液或分散体固体份的5%～15%。但是，对Tg超过35℃的聚合物乳液可能要提高成膜助剂的用量才能保证低温成膜的可靠性，这时应逐渐提高成膜助剂的用量，直至低温(10℃左右或更低)涂装能形成不开裂、不粉化的均匀漆膜为止，找出成膜助剂的最低用量。成膜助剂的用量达乳液或分散体的15% 或更多是不可取的，应考虑更换成膜助剂再试。

成膜助剂对降低MFFT的效率与其种类有极大的关系, 获取相同用量下具有最低成膜温度的成膜助剂是配方工作者的重要工作。

除降低最低成膜温度和提高漆膜致密度外，成膜助剂还能改善施工性能，增加漆的流平性，延长开放时间，提高漆的贮存稳定性，特别是低温防冻性。

成膜助剂有一个与树脂体系的相容性问题，在一个体系中很好用的成膜助剂在另一种水性木器漆中可能造成体系不稳定，或者起泡严重，或者重涂性不良。配方设计时要充分考虑到这一点，并且通过试验选取最佳成膜助剂。

4 消泡剂和抑泡剂

消泡剂是水性木器漆中最重要的助剂之一。漆液在涂装中因搅动会产生气泡。存在于漆液中的气泡如不及时消除, 漆膜干后, 形成不可接受的瑕疵。漆液在生产过程中、泵送和罐装时也会产生气泡, 加入消泡剂后漆中的气泡会逸出漆面而破裂。有的表面活性剂有抑制泡沫产生的作用, 从而避免生产过程中产生过多的气泡, 特称这种助剂为抑泡剂。将消泡剂和抑泡剂两种助剂搭配使用效果比较理想, 否则至少要选择一种有效的消泡剂。多数消泡剂在用量过大时会使湿漆膜产生缩孔, 因而消泡剂的用量以能基本消除气泡为原则, 不可过度追求消泡效果, 以免出现缩孔等副作用。

消泡剂的用量占整个配方的0.05%～0.5%, 最好在0.1% 左右，对超过0.5% 才有好的消泡效果的情况, 应考虑更换消泡剂。

5 润湿流平剂

润湿流平剂能有效地降低体系的表面张力，显著改善水性木器漆的施工效果。加入润湿流平剂后漆对底材的润湿性能和渗透性增加，漆液的流平性得到改善，有时还能克服缩边(镜框效应)问题。更重要的是流平剂能解决常见的缩孔问题，特别是过度使用消泡剂后引起的缩孔。过量的流平剂会抵消消泡剂的消泡作用，使得漆液在施工时产生气泡，有的还有明显的稳泡作用，所以应尽量选用流平性好、起泡性低、稳泡性小的润湿流平剂。流平剂与消泡剂的配合，包括品种的选择和用量的控制，是水性木器漆配方研究的重点。

流平剂一般用量在0.1%～1.0%，最好控制在0.3% 左右，当消泡剂超量时，为了克服缩孔，流平剂的用量甚至会超过1%。腻子配方中可不用流平剂。

6 流变助剂

流变助剂提供高剪切条件下的流平效果，使涂刷后的漆液能尽快流平，减少刷痕，但是随着时间的推移这种流平作用减弱，漆膜固定，又可避免漆液在垂直面上产生流挂。

流变助剂的用量通常为漆总量的0.1%～1.0%。有些流变助剂有增稠作用，使用量更不能太大。

7 增稠剂

增稠剂提供低剪切条件下的粘度。漆液粘度大，一次涂装成膜厚，漆膜丰满度高。更主要的是可防止高粘度配方漆中固体组份的沉降, 这对实色漆，腻子和加有消光粉的哑光漆是十分重要的，否则漆在贮存时会发生沉淀、分水等弊病。

增稠剂的用量控制在0～0.5%，并且要用水或成膜助剂如丙二醇、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚或乙二醇丁醚等稀释后添加，以利于迅速分散，防止絮凝和结块。

8 防腐剂

对于异噻唑啉类防腐剂用量在0.1% 已足能防止漆液在贮存过程中霉变。加0.1%的防腐剂后,密封贮存两三年不成问题。

9 香精

香精的用量只要能起到改善漆液的气味作用即可，用量0.05% 左右已足够，个别情况可高至0.1%，当然也可以不用。

10 pH调节剂

乳液或水分散体的pH值为8～9时不必再用pH调节剂, 否则制漆过程中要加0.05～0.1% 的pH调节剂, 将漆液的pH值调至7～9。许多水性木器漆只有在中性至微碱性条件下才能稳定，当pH值过高或过低时，漆液可能会产生絮凝、沉淀、返粗、施工性能恶化等现象，应予以充分重视。

11 蜡乳液

蜡乳液要加至配方总量的2%～8%才会有明显的效果, 过多的蜡乳液影响漆膜??度并降低层间附着力, 用量为3～5% 最好。腻子不用蜡乳液，除非有特殊的表面效果要求。一般实色漆中多不必加蜡乳液。有时蜡乳液可用蜡粉代替。

12 颜料和填料

实色漆中，以白漆为例，钛白粉用量要能保证漆膜有足够的遮盖力, 钛白粉的用量不应低于13%, 但也不必高于22%，这种情况与溶剂型白漆是一样的。填料可少加或不加。然而,水性腻子中必须加少量填料, 如滑石粉、重钙以及硬脂酸锌等，总用量在15～30%之间均可。填料越多，腻子的透明性越差, 但填隙性越好。配方中有颜填料时要加入颜填料总量2～10% 的润湿分散剂帮助颜填料的分散。

13 其他

针对特殊要求, 可选用某些特殊的添加剂, 其总量不会超过5% 。其中哑光漆根据哑度要求不同消光粉可在0～4%之间选择。水性漆比溶剂性漆容易消光, 全哑水性木器漆中消光粉的用量也不会超过4% 。

室内用水性木器漆很少用紫外吸收剂，对用TDI制的乳液或水分散体生产的清漆以及户外用漆，特别是户外用白漆最好添加0.2～0.6%的紫外吸收剂，以阻止光降解和降低光致变色的速度。防锈剂的用量为0.05～0.3%, 憎水剂的用量为0.1～5%, 增滑剂为0.1～0.5% 等等。

双组份水性木器漆所用交联剂用量, 依交联机理不同和品种不同有很大差别, 少的只加1%～3%已足，多的可能用到30%～50%才能有很好的交联效果。
配方中常常要加入部分去离子水，一般不超过10%，主要作用是调节粘度，改善施工性能，或用来溶解某些组分，配制漆时利于添加混合。

总之, 水性木器漆配方设计的基本原则是：(1)乳液或水分散体的用量尽可能多些；(2)助剂品种尽可能少些, 能不用的就不用；(3)多数助剂用量不当均有负作用, 因此助剂用量尽可能少；(4)颜料,填料用量以少为好, 只要能达到目的, 越少越好。水性木器漆配方中各组份大致用量汇总如下。

表 水性木器漆配方中各组分的用量(质量 %)

组分                            清漆             实色漆             水性腻子
去离子水                  ＜ 10            ＜ 10              ＜ 10
乳液或水分散体       ≥ 80            70～80             ≥ 50
成膜助剂                   3～10            3～8               2～8
消泡抑泡剂                0.05～0.5        0.1～0.5           0.1～0.5
流平剂                        0.1～1.0         0.1～1.0           0～1.0
增稠剂                        0～0.5           0～0.5             0.1～1.0
防腐剂                        ～0.1            ～0.1              ～0.1
香精                           0～0.1           0～0.1             0～0.1
pH 调节剂                 0～0.1           0～0.1             0～0.1
蜡乳液                        0～8             0～8               0
颜料、填料                0 ≤ 25         15～30
流变助剂                    0.1～1.0        0.1～1.0
其他                      ＜ 5            ＜ 5                0

    水性木器漆的分类及特点：

    水性木器漆是以水作为稀释剂的漆。水性木器漆一般可分为三类，一类是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，其主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差。因其技术含量不高且成本较低，成为目前市场上的主要产品。第二类是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了聚氨酯的耐磨及抗化学性强的特点。第三类则是百分之百的聚氨酯水性漆，其耐磨性能甚至达到油性漆的几倍，为水性漆中的高级产品，但该技术只为少数几家专业公司掌握。

    了解水性木器漆的分类，消费者就可根据自己的需要进行选择了，如需要涂刷门窗、家具等对耐磨性要求不高的地方，只要选择第一类或第二类的水性漆即可；要是涂刷木地板，则最好用第三类水性漆。

    种类虽然清楚了，想要分清市面上的水性木器漆也不是轻而易举的事。因各厂家在水性木器漆的名称及成分标识上并不统一，容易让消费者产生混淆。如以丙烯酸为主要成分的水性木器漆就有丙烯酸和丙烯酸酯两种标法。更有甚者把以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性漆标成水性聚酯漆。消费者最好能够通过目测、鼻闻的方法来辅助判断：丙烯酸是像牛奶一样的乳白色液体，有点酸的味道。聚氨酯则是像鸡蛋清一样半透明的液体，有些淡淡的油脂香味。当然，最可靠的办法是购买专业水性木器漆厂家生产的产品。

    水性木器漆的优缺点：

    A、 水溶性涂料，无毒环保，不含苯类等有害溶剂，不含游离TDI。   

    B、 施工简单方便，不易出现气泡、颗粒等油性漆常见毛病，且漆膜手感好。

    C、 固体含量高，漆膜丰满坚韧。

    D、不黄变，耐水性优良，不燃烧。

    E、防锈、耐高温。

    F、可与乳胶漆等其他油漆同时施工

    G、部分水性漆的硬度不高，容易出划痕，这一点在选择时要特别注意。

    总体来说，水性漆除价格稍高以外，无论从施工和环保方面都是不错的选择。

现适用于选择乳化剂的方法主要有两种:HLB法(亲水亲油平衡法)和PIT法(相转变温度法).前者适用于各种类型表面活性剂,后者是对前一方法的补充,只适用于非离子型表面活性剂.

2.1 HLB值与乳化剂筛选

一个具体的油-水体系究竟选用哪种乳化剂才可以得到性能最佳的乳状液,这是制备乳状液的关键.最可靠的方法是通过实验筛选,HLB值有助于筛选工作.通过实验发现,作为O/W型(水包油型)乳状液的乳化剂其HLB值常在8~18之间;作为W/O型(油包水型)乳状液的乳化剂其HLB值常在3~6之间.在制备乳状液时,除根据欲得乳状液的类型选择乳化剂外,所用油相性质不同对乳化剂的HLB值也有不同要求,并且,乳化剂的HLB值应与被乳化的油相所需一致.[4]有一种简单的确定被乳化油所需HLB值的方法:目测油滴在不同HLB值乳化剂水溶液表面的铺展情况,当乳化剂HLB值很大时油完全铺展,随着HLB值减小,铺展变得困难,直至在某一HLB值乳化剂溶液上油刚好不展开时,此乳化剂的HLB值近似为乳化油所需的HLB值.这种方法虽然粗糙,但操作简便,所得结果有一定参考价值.

2.2 HLB值与最佳乳化剂的选择

每种乳化剂都有特定的HLB值,单一乳化剂往往很难满足由多组分组成的体系的乳化要求.通常将多种具有不同HLB值的乳化剂混合使用,构成混合乳化剂,既可以满足复杂体系的要求,又可以大大增进乳化效果.欲乳化某一油-水体系,可按如下步骤选择最佳乳化剂.

油-水体系最佳HLB值的确

①定选定一对HLB值相差较大的乳化剂,例如,Span-60(HLB=4.3)和Tween-80(HLB=15),按不同比例配制成一系列具有不同HLB值的混合乳化剂,用此系列混合乳化剂分别将指定的油水体系制成系列乳状液,测定各个乳状液的乳化效率(可用乳状液的稳定时间来代表,也可以用其他稳定性质来代表),与计算出的混合乳化剂的HLB,作图,可得一钟形曲线,与该曲线最高峰相应的HLB值即为乳化指定体系所需的HLB值.显然,利用混合乳化剂可得到最适宜的HLB值,但此乳化剂未必是效率最佳者.所谓乳化剂的效率好是指稳定指定乳状液所需乳化剂的浓度最低!价格最便宜.价格贵但所需浓度低得多的乳化剂也可能比价格便宜!浓度大的乳化剂效率高.

②乳化剂的确定

在维持所选定乳化体系所需HLB值的前提下,多选几对乳化剂混合,使各混合乳化剂之HLB值皆为用上述方法确定之值.用这些乳化剂乳化指定体系,测其稳定性,比较其乳化效率,直到找到效率最高的一对乳化剂为止.值得注意的是,这里未提及乳化剂的浓度,但这并不影响这种选配方法,因为制备一稳定乳状液所要求的HLB值与乳化剂浓度关系不大.在乳状液不稳定区域内,当乳化剂浓度很低或内相浓度过高时,才会对本方法有影响.[6]采用HLB方法选择乳化剂时,不仅要考虑最佳HLB值,同时还应注意乳化剂与分散相和分散介质的亲和性.一个理想的乳化剂,不仅要与油相亲和力强,而且也要与水相有较强的亲和力.把HLB值小的乳化剂与HLB值大的乳化剂混合使用,形成的混合膜与油相和水相都有强的亲和力,可以同时兼顾这两方面的要求.所以,使用混合乳化剂比使用单一乳化剂效果更好.综上所述,决定指定体系乳化所需乳化剂配方的方法是:任意选择一对乳化剂,在一定范围内改变其混合比例,求得效率最高之HLB值后,改变复配乳化剂的种类和比例,但仍需保持此所需HLB值,直至寻得效率最高的复配乳化剂.

2.3 HLB值与混合乳化剂配比

在复配乳化剂时,采用多少量合适可通过各自的HLB值和指定体系所需的HLB值求得.例如,在进行醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合时,乳化剂用量为3%,采用SDS和Span-65为乳化剂,已知SDS的HLB值为40,Span-65的HLB值为2.1,乳液聚合时要求的HLB值平均为16.0.

设Span-65在混合乳化剂中的质量分数为w%,则40(1-w%)+2.1w%=16,解之得w%=63.3%,则SDS在混合乳化剂中的质量分数为36.7%.由此可知,在醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合体系中,Span-65的用量占3%*63.3%=1.9%;SDS的用量占3%*(1-63.3%)=1.1%.

3 结束语

在制备稳定乳状液时,选择最适合的乳化剂以达到最佳乳化效果是关键问题.对于乳化剂的选择,目前尚没有完善的理论.表面活性剂的HLB值在选择乳化剂和确定复合乳化剂配比用量方面有很大使用价值,其优点主要体现在它的加和性上,可以简单地进行计算;其问题是没有考虑其他因素对HLB值的影响,尤其是温度的影响,这在近年来用量很大的非离子型乳化剂上表现尤为突出.此外,HLB值只能大致预示形成乳状液的类型,不能给出最佳乳化效果时乳化剂浓度,也不能预示所得乳状液的稳定性.因此,应用HLB值选择乳化剂是一个比较有效的方法,但也有一定的局限性,在实际应用中还需要结合其他方法参照进行.

1.无机类增稠剂

        无机类增稠剂有二氧化硅（Silica）和黏土（Clays）两类。二氧化硅类有熏硅（Fumed Silica）和Precipitated Silica两种，前者主要在氢氧炉上燃烧四氯化硅(SiCl4)生成的硅胶状物之精细白粉末；后者为硅酸钠盐和硫酸反应后，经过滤、干燥、研磨及分级后制得。此类增稠剂具有非常小的分子粒径（Particle Size），因此可提供非常大的表面积，容易在溶液中形成三度空间的网状结构，生成增稠作用。黏土则有溶剂型Solventborne与水溶型Waterborne两类，前者主要是陶土或微结晶高岭石之类的黏土，以化学键形成有机结构而成，后者则为Sodium Lithium Magnesium Silicate。无机类增稠剂的增稠机构，以Waterborne型增稠剂为例，

2.纤维素衍生物增稠剂

        纤维素衍生物增稠剂包含：羟乙基纤维素（Hydroxyethyl Cellulose，HEC）、羟丙基纤维素（Hydroxypropyl Cellulose，HPC）、羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropylmethyl Cellulose，HPMC）、甲基纤维素（Methyl Cellulose，MC）、羧基甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，CMC）、疏水性改质羟乙基纤维素（Hydrophobically Modified Hydroxyethyl Cellulose ，HMHEC）等，其增稠机构包含Hydrodynamic volume、Depletion Flocculation、Chain Entanglement三部份，而纤维素衍生物分子量高低则会影响其增稠的效果，高分子量纤维素衍生物增稠剂具有优异的增稠效果，容易造成类似塑化（Pseudoplastics）的效果，在高切变速率时黏度较低；低分子量纤维素衍生物增稠剂对产品的类似塑化性较低，但对水的敏感度较高。

3.碱溶胀型（高分子合成稠增剂）

        碱溶胀型高分子合成稠增剂主要为丙烯酸类聚合物，有含COO-官能基的丙烯酸类聚合物及交联型聚合物两类，例如是我司的AT-70和PR-328，此类应用在涂料时具有生产时容易操作、稳定、价格便宜等优点，缺点是对PH值敏感度高。

4.缔结型增稠剂（Associative Thickener）

         缔结型增稠剂主要是经疏水性改质的水溶性聚合物，以TD-441缔结型增稠剂为例，增稠机构主要为Hydrodynamic volume、Network（Hydrophobic Association）、Chain Entanglement三阶段，TD-441缔结型增稠剂应用在涂料时，会影响其效果之因素包含：涂料乳胶颗粒大小、涂料中共溶剂（Cosolvent）含量、涂料中乳化剂（Surfactant）含量及其他添加剂。

TD-441缔结型增稠剂应用于涂料中的优点是(1)增稠效果高。(2)流动更接近牛顿流体。(3)低减切率的黏度较低，平坦化性质较好。(4)高剪切速率的黏度较佳，成膜性好(5)不易生成喷溅的效应。(6)不会被微生物降解。缺点是增稠效果对水性涂料的配方很敏感，包含乳胶颗粒大小、乳化剂、添加剂、Cosolvent。

压敏胶粘剂耐水性能影响的研究

王 峰 杨玉昆

(中科院化学研究所 100080)

摘要：用两种低分子乳化剂(SDS，钠盐和CO-436，铵盐)和两种可聚合乳化剂(AMPS-Na和AMPS—NH4)分别在最佳条件下制得了四种主体成分相同的丙烯酸酯乳液压敏胶。测试并比较了四种乳液和压敏胶的性能，较系统的研究了不同类型的乳化剂对丙烯酸酯乳液压敏胶耐水性能的影响。

关键词：低分子乳化剂可聚合乳化剂 丙烯酸酯乳液压敏胶 耐水性能
1 前言：

丙烯酸酯乳液压敏胶因其价廉，无污染，使用方便和安全等特点在我国压敏胶制造工业中有着特殊而重要的地位。目前，我国70％以上的压敏胶制品是丙烯酸酯乳液压敏胶制造的；其年生产和使用量已超过十万吨。^[1]

然而，丙烯酸酯乳液压敏胶与相应的溶剂型压敏胶相比还存在着压敏胶性能较差，特别是胶层的耐水性较差和对高湿环境敏感等缺点。这主要是由于胶层中少量乳化剂的存在引起的。^[2]用可聚合乳化剂代替普通低分子乳化剂是提高乳液聚合物耐水性能的重要途径。也有人认为用铵盐乳化剂制得压敏胶比用钠盐乳化剂制得的相应压敏胶的耐水性能要好。^[3]但还未见到过不同类型的乳化剂对丙烯酸乳液压敏胶耐水性能影响的系统研究报道。

本文采用一种普通的低分子钠盐乳化剂(十二烷基硫酸钠，商称SDS)，一种低分子铵盐乳化剂(硫酸—(—2—对壬基酚氧—)—乙酯铵盐，Rhodapex CO—436)以及两种可聚合乳化剂(2—丙烯酰胺基—2—甲基—丙基硫酸钠盐，AMPS—NA和2—丙烯酰胺基—2—甲基—丙基硫酸铵盐AMPS—NH4)分别在最佳的实验条件下制得了四种主体成分相同的丙烯酸酯乳液压敏胶，分别标记为EPS—1，EPS—2，EPS—3，EPS—4。四种乳化剂的分子式如下：

用国家标准测试方法测试了四种乳液以及将它们涂布于PET膜上制得的压敏胶粘带的性能。进而测试并比较了四种乳液压敏胶膜经水浸泡后的吸水率和溶出率以及粘贴于不锈钢板和木材板上的压敏胶带180°剥离强度随水浸泡时间的变化。系统的研究了不同类型乳化剂对丙烯酸乳液压敏胶耐水性能的影响。
2 实验部分(略)
3 结果与讨论
3.1 聚合物乳液性能

由表1的结果可以看出，用可聚合乳化剂制得的压敏胶乳液(EPS—3和EPS—4)在单体转化率，乳液粘度，聚合稳定性等方面均较用低分子乳化剂制得的相应乳液(EPS—1和EPS—2)有所下降。这主要是因为用可聚合乳化剂制备压敏胶乳液时，AMPS取代了功能性单体丙烯酸(AA)。[4]这体现了功能性单体丙烯酸(AA)在提高丙烯酸酯压敏胶聚合物乳液性能方面的独特作用。
3.2 乳液压敏胶的胶粘性能

由表2的结果可以看出：(1)用高分子乳化剂制得的乳液压敏胶(EPS—3和EPS—4)，其180°剥离强度值皆较用低分子乳化剂制得的乳液压敏胶(EPS—1和EPS—2)的值低，这主要可能也是因为前者的共聚单体中缺乏功能性单体丙烯酸(AA)的缘故。 (2)由两种铵盐乳化剂制得的乳液压敏胶(EPS—2和EPS—4)的初粘，180°剥离强度和持粘值分别比由两种钠盐乳化剂制得的相应乳液压敏胶(EPS—1和EPS—3)的值要高。这体现了不管是可聚合乳化剂还是低分子乳化剂，铵盐乳化剂在合成丙烯酸酯乳液压敏胶上有较大优势。

3．3 乳液压敏胶层的吸水率和溶出率

由表3的结果可以看出，由低分子钠盐乳化剂制得的乳液压敏胶(EPS-1)经涂布于干净玻璃板并烘干所得到的胶膜在常温自来水中浸泡4天就脱落，吸水率高达66．41％，溶出率高达0．55％。而以由高分子铵盐乳化剂合成的乳液压敏胶(EPS—4)胶膜浸泡15天仍未脱落，吸水率仅约为EPS—1的1／3，溶出率更是小的多。这表明不同的乳化剂对丙烯酸乳液压敏胶的耐水性有很大影响。从表3的数据可以进一步看出：(1)不管是钠盐还是铵盐，可聚合乳化剂制得的乳液压敏胶的耐水浸泡性能皆比低分子乳化剂为好； (2)不管足可聚合乳化剂还是低分于乳化剂，铵盐乳化剂制得的乳液压敏胶的耐水浸泡性皆比相应的钠盐乳化剂为好。这说明铵盐乳化剂在提高乳液耐水性方面较相应的钠盐乳化剂为好。这可能是由于在乳液成膜过程中铵盐受热分解成相应的酸，而酸的亲水性较铵盐弱的缘故。
3．4 乳液压敏胶粘带的耐水性

将由四种不同类型乳化剂制得的乳液压敏胶按国标制成压敏胶粘带，分别粘贴于不锈钢板和木材板上制成180°剥离强度待测片。接着置于60℃的恒温干燥箱烘烤两星期，使压敏胶与基材充分粘附，以消除随时间的推移，因压敏胶与基材的进一步浸润而导致剥离值上升带来的影响。然后，浸泡于室温下的自来水中，每隔一定时间取样，测试并观察180°剥离强度随浸泡时间延长而发生的变化。实验结果列于图1和图2。由两图的结果可以看出，随浸泡时间的延长，粘贴于木材板上的胶粘带180°剥离强度下降的幅度较不锈钢板大的多，这显然是由于木材的多孔性造成的。可见基材对压敏胶的耐水性也有较大的影响，由两图还可以看出：(1)无论是钠盐还是铵盐乳化剂，由可聚合乳化剂制得的乳液压敏胶粘带的耐水性较低分子乳化剂为好；(2)无论是可聚合乳化剂还是低分子乳化剂，由铵盐乳化剂制得的乳液压敏胶粘带的耐水性较钠盐有较大的优势。
4 结论

1．与用低分子乳化剂SDS和CO—436相比，用可聚合乳化剂AMPS—Na和AMPS-NH4较难制得实用性好的丙烯酸酯乳液压敏胶。

2．无论是铵盐还是钠盐，用可聚合乳化剂(AMPS—Na和AMPS-NH4)制得的丙烯酸乳液压敏胶的耐水性分别优于用低分子乳化剂(SDS和CO—436)制得的相应乳液压敏胶。

3．无论是低分子乳化剂还是可聚合乳化剂，用铵盐乳化剂(CO—436和AMPS—NH4)制得的丙烯酸乳液压敏胶的耐水性能分别优于用钠盐乳化剂(SDS和AMPS-Na)制得的相应乳液压敏胶。

参考文献
1．YU—KUN YANG，Adhesives Age，1999 Jan.，28—31
2．杨玉昆，粘接，1999(增刊)，54—58
3．Michael J Skoglund and Shang Lee，USP 5，716，701(1998)
4．Alan C．Clark，Joseph Pialet，Geoffrey P．Marks，Adhesives Ages，September 1999：33.

        水性PU比有机溶剂型PU成本低、无公害、易处理、粘合效果好，用作胶粘剂及涂料有着很好的发展前途。PU离子聚合物对天然和合成橡胶表面均具有很好的粘接性，可用于鞋类的制造。我国对这一领域的研究还较少。目前，除用作家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等外，还有一些特殊用途，例如用作安全玻璃的中间涂膜，可以制成不碎裂的安全玻璃，在汽车、飞机、轮船或航天仪器上都有重要应用。水性PU分散体还可用作金属涂料，如阳离子型电沉积涂料被广泛用于汽车底漆，可提高车体的抗腐蚀性能。

        近年来，水性PU在纺织和印染助剂方面的应用已有不少报道，如用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等，以提高染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。水性PU用作石油破乳剂，造价低、破乳效果好、速度快、无毒、使用方便、现已广泛应用。

       此外PU离子聚合物分散体能用作单体聚合反应的介质，这项技术以乳胶贯穿聚合物网络著称，并用于控制相分离。聚氨酯主链上接枝多氟烷基，即为优良的防水、防油、防污剂。如在其主链上接枝卤素、磷等元素，即为优良的阻燃整理剂，在文献中我们可以获得更详细的应用信息

摘要   ：叙述了从市售的氟碳乳液中选出最佳产品配制涂料，与普通乳胶涂料、溶剂型氟碳涂漆对比检验结果，确定了适用的配方。对施工要求也作了介绍。
关键词 ：水性氟碳涂料 外墙涂料 建筑涂料

1. 前言
墙面装饰材料对建筑物起装饰和保护作用，提高建筑物的耐久性，延长其使用寿命。由于建筑业的快速发展以及人们对物质和精神生活需求的不断增长，我国现代装饰材料已迅猛发展起来。目前国内外应用于外墙装饰的材料主要又装饰石材、玻璃幕墙、外墙饰面砖、各种饰面板材、建筑涂料等，综合国内外外墙装饰材料的特点及应用趋势看，我国外墙饰面材料应以高性能、环保的外墙涂料作为主要的发展方向。高性能的外墙涂料中，当首推氟碳漆。由于用氟碳树脂所制成的氟碳漆，应用在外墙装饰中，以其特有的耐候性、抗沾污、耐溶剂、耐酸碱、疏水等特性受到装饰界的关注和青睐。
目前的氟碳漆主要是以溶剂型为主，而由于溶剂性氟碳漆含有较高的VOC，施工时溶剂直接挥发在空气中无法回收，造成资源浪费，污染环境，对施工工人也有一定的毒害，施工工具难以清洗。此外，溶剂型氟碳漆的漆膜致密，透气性差，有时候容易局部气泡。由于这两个原因，对氟碳漆水性化有较迫切的要求。水性氟碳漆中含有的C-F键，因其键距少、键能高、抗热解，因而制成的氟碳漆具有表面张力低，耐候、耐热、抗沾污等特点，且VOC含量极低，符合现代社会可持续发展的趋势和要求。近几年来，水性氟碳乳液方面的研究技术有了很大进步，已有一批企业已成功研制出水性氟碳乳液，水性氟碳乳液的研制进展也常见诸于各种报刊。在此基础上，后面介绍的水性氟碳漆的研发情况就时在此基础上进行的。
2. 试验部分
2.1 试验原料和配方
水性原料和配方
水性氟碳漆的基本配方见表1。
    试验所采用的原料中，助剂全部使用外国进口产品，钛白粉为国外生产的易分散、高耐候性金红石型钛白粉，水性氟碳乳液选用经试验选定的国产氟碳乳液。
2.2 制漆工艺
将1～12准确称量加入容器中，搅拌10min，加入13～14，用15清洗容器的内壁，然后用高速分散机高速分散20～30min，细度合格后，低速搅拌下加入16，搅拌均匀后加入17～18，在继续用分散机搅拌约20min即可完成。
2.3 执行标准与性能测试
由于目前国内暂无水性氟碳漆的检测标准，这里参照《合成树脂乳液外墙涂料GB/T9755-2001优等品》的规定进行取样、制板和测试。
                                           表1  水性氟碳漆的基本配方
原料编号                     原料名称                             比例（质量/%）%
1                                        水                                            10～15
2                                    纤维素                                        0.1～0.3
3                                    分散剂                                        0.3～0.6
4                                    润湿剂                                        0.2～0.5
5                                多功能助剂                                    0.1～0.3
6                                    消泡剂                                        0.1～0.3
7                                   防腐剂                                         0.1～0.2
8                                  防腐防藻剂                                  0.2～0.6
9                                    丙二醇                                        1.0～4.0
10                                 成膜助剂                                     1.0～3.0
11                                 流平剂                                         0.3～0.6
12                                PU增稠剂                                     0.3～0.6
13                              金红石型钛白粉                             16～23
14                                   填料                                              5～13
15                                      水                                               2.00
16                            水性氟碳乳液                                    35～50
17                                 消泡剂                                            0.1～0.3
18                                     水 适量
                                                                                       合计 100.00
3 结果与讨论
3.1 氟碳乳液的选择
目前，应用比较广泛的氟碳树脂主要有PTFE、PVDF、PEVE三大类型，水性含氟聚合物则以FEVE为主。随着科技的发展，制备水性氟碳乳液由传统的四种方法：乳液聚合法、后乳化法、悬浮聚合法、剪切乳化法，发展到的核壳乳液聚合、微乳化聚合、细乳液聚合、原子转移自由基乳液聚合等技术，而水性氟碳乳液的聚合物的组成、氟含量、乳化剂的用量以及聚合工艺等各种因素会影响漆膜的最终性能。国内市场上的水性氟碳乳液，国内外都由不少厂商在销售，例如有日本的大金、旭硝子、美国的杜邦公司、国内的北京宝威、上海森宝等公司，其售价从30～50元/公斤到150元/公斤不等。在研发过程中对国内外不统供应商的氟碳乳液样品经过初步筛选后，分别选用来自不同产地的五个样品（编号分别为A、B、C、D、E）进行性能测试对比。采用同样的配方，其性能对比结果如下表2。
                                          表2  选用不同氟碳乳液的成漆性能对比

                          A                B                  C             D                E               备注
初始粘度      103Ku      106Ku           93Ku       119Ku      100Ku       25℃测
60°光泽        21%          12%             17%        26%          13%          指研法
色浆相容性    有浮色     较严重浮色  无浮色   轻微浮色    轻微浮色    144h
耐水性            无异常     无异常          无异常    无异常       无异常         96h
耐碱性            无异常     无异常          无异常    无异常       无异常         五个循环
涂层耐温变    无异常     无异常          无异常    无异常       无异常 
刷涂施工性      良好        良好              良好         良好            良好 
耐沾污性           12%       15%             16%          7%            12% 
耐紫外光ΔE      3.6          5.5                3.8            4.2               4.3            自制紫外灯灯箱
贮存稳定性      较差       良好               良好          良好            良好           50℃30天

从以上的试验结果可以看出，用水性氟碳乳液制成氟碳漆后，漆膜性能方面都有不错的表现。而综合各方面，从制漆性能、漆膜性能、贮存稳定性、施工性、成本等各方面因素考虑，D(北京宝威PF-1氟碳乳液)有突出的耐候、耐沾污核制漆性能，有较高的光泽，成本适中，决定选用D乳液，然后进一步调整配方，解决其色浆相容性略差的问题。

3.2  颜填料和助剂的选择
    颜填料在涂料中能改善涂料的物理和化学性能。耐候性优异的水性氟碳漆对颜填料的要求很高，要求漆具有很好的耐候性和稳定性，以使整个漆膜的性能得到良好的体现。因此，颜料一定要选用耐光保色性好、不溶解、耐碱的优质颜料，比如钛白粉用国外进口的金红石型耐候性优良易分散的钛白粉；着色颜料尽量用无机系列的产品。填料也要耐光保色性好、不溶解、耐碱、例如云母粉，具有优良的耐热耐酸性、耐碱性、耐候性，其片状结构能阻止紫外和水分的穿透，有防止龟裂、推迟粉化等的功能。
    助剂在涂料中的用量虽不大，但其作用明显，必不可少。在助剂的选择中，因为水性氟碳乳液的表面张力较低，要选择适当的润湿、分散剂，以避免调色时出现浮色、发花以及贮存过程中的沉淀、分水等现象的发生，且要求耐水性好，尽量少的添加，避免漆膜耐水性下降。因为水性氟碳漆的漆膜耐候性要比一般的墙面漆好很多，因此要添加足够的防腐防藻剂。

3.3  与其他种类的墙面漆的性能对比
    氟碳漆的有点主要时超强的耐候性与良好的耐沾污性，因此，在研制水性氟碳漆的过程中，与其他不同种类的墙面漆作了对比。分别是苯丙乳胶漆、纯丙乳胶漆、硅丙乳胶漆、溶剂型双组分氟碳漆，其性能对比见表3。
                                         表3  氟碳漆与其他种类墙面漆性能对比

项目    水性氟碳漆     溶剂型氟碳漆       硅丙乳胶漆    纯丙乳胶漆      苯丙乳胶漆    备注
 ΔE            4.0                 3 .5                           5.5                 6.5                8.5                自制紫

保光性      85%              90%                        70%              70%              60%              外灯灯箱

耐沾污性    7%                6%                         15%              18%             16% 
耐水性      无异常        无异常                      无异常           无异常         无异常                 96h
耐碱性      无异常        无异常                      无异常           无异常         无异常                 48h
涂层耐温变 无异常     无异常                     无异常            无异常         无异常             五个循环
注：保光性为试验后的光泽与试验前的光泽对比。
   

 从上表可以看出水性氟碳漆的耐候性和抗沾污虽比溶剂型双组分氟碳漆稍差，但与其他种类的墙面漆相比，具有明显的优势。

3.4  水性氟碳漆的评价
  本试验研制的水性氟碳漆送检结果如表4。
                                        表4  水性氟碳漆的检测指标
检测项目                                     标准（优等品）                             检测结果
容器中的状况                    无硬块搅拌后呈均匀状态          无硬块搅拌后呈均匀状态
施工性                                刷涂二道无障碍                                 刷涂二道无障碍
低温稳定性                                不变质                                                不变质
干燥时间（表干）/h≤                  2                                                       ≤2
涂膜外观                                     正常                                                      正常
对比率（白色和浅色）             0.93                                                       0.94
耐水性 96h                                无异常                                                  无异常
耐碱性 48h                                无异常                                                  无异常
耐洗刷性/次 ≥                           2000                                               >2000
耐人工老化性             600h不起泡、不剥落、无裂纹           1500h不起泡、不剥落、无裂纹
粉化/级≤                                         1                                                           1
变色/级≤                                         2                                                           2
耐沾污性/%                                  15                                                             9
涂层耐温变（5次循环）           无异常                                                 无异常

3.5  水性氟碳漆的施工
    业内行话说“三份漆，七分用”，可见施工的重要性。水性氟碳漆的施工可以用有气或无气喷涂、辊涂、刷涂。基材要坚固、平整、干燥、清洁、含水率应小于10%，Ph值应小于10，要用封闭性良好的封闭底漆，如：可使用水性环氧做封闭底漆。只有处理好底材，按要求施工，才能发挥出水性氟碳漆的作用和优点，使墙面获得良好的保护和装饰。

4  结束语
    通过以上的试验和讨论可以看出，此次试验所研制的水性氟碳漆具有优异的性能，应用在墙面上比一般乳胶漆有更好耐候性和抗沾污性，而与溶剂型氟碳漆相比，有与其相当的漆膜性能而VOC的含量却很多。因此，水性氟碳漆以其优异的漆膜性能和环保性能符合现代墙面装饰装修的要求，具有应用价值和良好的推广前景。

原料名称                           重量比
水                                       140
X-405                                   1
TCP-8030N                        6
R－706（钛白粉 ）          200
DF-399                                2
DPM                                    20
L-150                                   5
G-3                                       1
Texanol                             30

PF-1                                  450
OP-62B                            120
DF-399                               2
PR328                                3
水                                        20