超低VOC环保型苯丙乳液的制备研究

郭超（滨化集团股份有限公司，山东 滨州 256600）

超低VOC环保型苯丙乳液的制备研究

郭超（滨化集团股份有限公司，山东 滨州 256600）

苯丙乳液普遍应用在户外的涂料、胶料等领域。随着人们对环保的重视，各行各业都开始环保材料的应用和生产。超低VOC环保型苯丙乳液的研究和制备也成为了人们关注的重要内容，本文主要就该乳液的制备方式进行了阐述和分析。

VOC环保型；苯丙乳液；制备

随着工业生产和建筑工程水平的不断提高和进步，涂料的应用范围和应用方式更加多样化，它不仅仅应用于装修、防腐等领域中，在工业生产中也是必不可少的重要材料。与有型乳液相比，水型乳液作为涂料的制作的基本材料，在近几年得到了迅速的发展。随着水型乳液应用市场的扩大，丙烯酸乳液逐渐占据主要地位。近年来，低碳环保和可持续发展成为了社会上的热门话题，工业生产逐渐开始重视环保材料的开发和应用，其中环保型苯丙乳液的制作成为了人们关注的重要工艺技术。

1 超低VOC环保型水性苯丙乳液制备的重要性

虽然水型乳液中含有的有机物基本不具备挥发性，但它仍然会对自然环境和周围人群造成伤害。所以，伴随着水性涂料的广泛应用，人们对涂料的质量要求和环保要求也随之提升。为了满足人们对涂料的各项需求，降低VOC（即，挥发性有机化合物）、刺激性气味等影响环境和健康的成分是涂料制备的未来发展方向。高质量环保涂料将会是未来涂料市场的主流产品。在不同的区域范围内，VOC的定义各不相同。如，美国定义VOC为导致地面生成臭氧、影响环境质量的有机挥发物为VOC。欧洲则将VOC定义为危害环境、使用者、生产者健康的有机挥发物。

2 苯丙乳液的VOC种类和来源

苯丙乳液中的VOC主要源和种类十分多样化，主要可以分为以下几种：第一，乳液本身存在杂质，在活性剂中有除该乳液成分之外的组成成分，例如苯乙烯之中含有的乙苯即为杂质；第二，引发剂作用下所产生的VOC。如，氧化还原体系引发剂有可能会导致苏丁醇的带入，如引发剂会带入硫酸铵等等；第三，在聚合反应的过程中会导致单体水解物、残余单体等杂质的产生；第四，除上述几点原因之外，要有其他可能导致VOC产生的因素，如消泡剂等助剂都有可能带来VOC。

3 苯丙乳液制备过程中VOC控制方法和效果

不同的VOC类型会有不同的制备方式，通过实验和分析可知，要制备低VOC的环保苯丙乳液要从以下几个方面着手：首先，原料准备方面。要准备纯净度高的原料。原料的纯净度会对聚合反应的转化率造成直接性的影响，没有出现反应的单体会受到不纯净物质的影响，最终出现在反应后的产物之中，从而导致VOC的浓度增加。举例说明，单体丙烯酸正丁酯在来源不同的情况下，杂志含量也各不相同，实验得出有些含量＞2000PPm，有些含量＜600PPm，从此可以看出，来源不同会导致杂质成分的比例产生巨大的差异。杂质中有丙烯酸异丁酯等成分，很多成都上影响了最终产物的质量和环保型，所以确保原料的纯净是必不可少的。此外，还可以选择天然原料进行局部替代。

其次，要选择恰当的引发剂。根据自由基的不同机理，可以将引发剂分为两种：一种是热分解引发剂，另一种是氧化还原引发剂。乳液生产最常用的是硫酸盐，这种热引发剂在热能影响下可以成功分解两个自由基。引发剂使用剂量越大，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。可见引发剂和乳液制备的各项反应都有一定关系。

最后，要选择恰当的制作工艺，并且严格控制工艺质量。一方面要控制工艺参数，另一方面要恰当选择工艺技术。在参数控制方面，由于聚合反应是一种放热反应，所以引发剂的使用是必不可少的，在反应发生之后，要进行冷却来降低热量。为了保障质量，要严格控制反应温度、反应时间等参数。另一方面，在生产中，为了确保反应稳定进行，必须做好准备工作，即单体预乳化/反应。通常会在预混釜中进行，在乳化剂中加入准备好的单体并进行搅拌，确保单体分配均匀，然后放入预混釜进行反应。

4 典型超低VOC环保型苯丙乳液的制备研究

本文主要就具有代表性的超低VOC环保型苯丙乳液巴斯夫ECO进行介绍，这几个乳液气味低、粘结能力强、表面光泽有弹性，是高质量的苯丙乳液，能够在很大程度上满足人们对乳液的环保要求。

该乳液所采用的工艺技术为核壳乳液聚合技术，将聚合物乳液作为种子，然后使其与不同的单体进行聚合反应，在反应后获取乳胶粒子，通过这种反方式来使膜温度得到有效降低。反应后产生的粒子结构特点有一下几点：第一，成膜不需要有机溶剂的使用，且涂料会具有一定的光泽性和弹性；第二，透明组分会使乳液具备超高的表面硬度，并且提升抗黏连性。在乳液的配方与工艺方面，该乳液主要以丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯等作为原料，原料中不含有甲醛等有害成分。具体的成分与比例如下表所示：

表1 ECO乳液中原料与比例

该乳液在反应前要准备乳化剂溶液，然后加入种子乳液，在反应温度达到要求之后加入出事引发剂，并且均匀搅拌。当引发剂处于工作温度时，加入单体、引发剂和乳化剂溶液三种原料，促使聚合反应的发生。通常情况下，引发剂会选用硫酸盐，在反应温度达到要求之后，要降低热量，以此控制局部温度和副反应的发生。此外，该产品还进行了真空汽提，以此来保障乳液中VOC的除尽。

5 结语

综上所述，超低VOC环保型苯丙乳液的制备能够满足人们的环保需求，从而提升工业、建筑等多个行业的建设质量和水平。

[1]骆文林.环保超低VOC水性苯丙乳液制备浅议[J].当代化工研究,2016(05).

[2]韩鑫,董辉,李盛彪.超低VOC环保型苯丙乳液的制备研究[J].胶体与聚合物,2014(03).