助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度和光泽度的影响

范欣蕾　刘颖诗　梁家宪　侯欣桦　佘家康　谢梓良　蔡楚冰　李永莲　罗媛媛

摘      要：为了研究几种常见助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度和光泽度的作用及影响，探索了丙烯酸钠盐、羟乙基纤维素、十二酯醇、OP-10、丙二醇等助剂在不同使用量时聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的黏度和光泽度。结果表明：随着分散剂丙烯酸钠盐用量的增大，乳胶涂料的黏度也随之增大，然后减小，分散剂丙烯酸钠盐的合适用量为6.0 g；增稠剂羟乙基纤维素用量增大时，乳胶涂料的黏度也增大；成膜助剂十二醇酯用量增加时，乳胶涂料的黏度先降低再增加，十二醇酯合适用量为2.0 g；乳化剂OP-10的用量增多时，乳胶涂料的黏度总体有下降趋势，OP-10合适添加量为 0.3 g。聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的光泽度都在2.2%～2.3%之间，各助剂的增减对其影响不大。

关  键  词：聚醋酸乙烯酯乳胶涂料；丙烯酸钠盐；羟乙基纤维素；OP-10；十二酯醇；黏度；光泽度

中图分类号：TQ633       文献标识码： A      文章编号： 1004-0935（2023）11-1581-04

聚醋酸乙烯酯（PVAc）乳胶涂料，是一种重要的乳液胶黏剂，其优点很多，例如原料来源丰富且价格低廉、操作工艺简单、初期黏接强度高等。PVAc乳胶涂料目前在市场上是产销量最大的涂料品种之一，在建筑装潢、木材和纺织物黏接、纸品加工、包装材料等领域都具有广泛的应用^[1-2]。但是PVAc乳胶涂料的耐水性、冻融稳定性都比较差，所以在低温下很容易破乳，低温成膜性不好、黏合力强度不够，在长时间的静载荷作用下胶层易发生滑移^[3]。国内外对PVAc 乳液进行了许多改性研究^[4-7]，都取得了不错的效果。

目前，我国所有的乳胶涂料都存在黏度低的情况，使用助剂对于提高聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的黏度，增强涂料的贮存稳定性、施工性和成膜性等都有很大的影响。 因此，助剂对提高和改善涂料以及涂膜的性能起到十分关键的作用。但是助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的影响是正面的还是反面的，这是未知的，基于此，本文探索了助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的黏度和光泽度的作用和影响。

1  实验部分

1.1  实验试剂与仪器

去离子水；羟乙基纤维素，食品级，河南华悦化工产品有限公司；丙烯酸钠盐5040、钛白粉、十二酯醇、1，2-丙二醇、有机胺（AMP95），广州市润宏化工有限公司；矿物油；乳化剂OP-10，化学纯，无锡市永太化学试剂有限公司；滑石粉，广西K牌1 250目滑石粉，郑州宏升滑石制品有限公司；超细超白轻质碳酸钙，江西省白瑞碳酸钙有限公司；聚醋酸乙烯酯乳液，北京佳乐美涂商贸有限公司。

高速分散机（BGD740/1）、测试级马口铁片（BGD2302）、单角度测定仪（BGD512/S），标格达精密仪器（广州）有限公司；斯托默黏度计，NDJ-85，上海方瑞仪器有限公司；电子天平，JE1002，上海浦春计量仪器有限公司。

1.2  制备方法

将101.50 g去离子水、1.00 g羟乙基纤维素、3.00 g丙烯酸钠盐、0.75 g矿物油、0.50 g OP-10混合均匀，倒入高速分散机，转速1 200 r·min^-1下分散5 min，再调速到2 000 r·min^-1进行分散，过程中依次加入20.00 g钛白粉、55.00 g滑石粉、50.00 g碳酸钙、10.00 g去离子水、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矿物油、90.00 g碳酸钙，搅拌均匀后即得白色乳胶涂料。

1.3  检测方法

黏度的测定依据《涂料黏度的测定 斯托默黏度计法》（GB/T 9269—2009）。光澤度的测定依据《色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定》（GB/T9754—2007）。

2  结果与讨论

2.1  助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度的影响

2.1.1  分散剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度的影响

以丙烯酸钠盐为分散剂，在其他助剂用量不变的情况下，改变丙烯酸钠盐的用量，考察分散剂丙烯酸钠盐对PVAc乳胶涂料黏度的影响，结果如  图1所示。由图1可见，当丙烯酸钠盐的用量增大时，聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的黏度也随之增大，但是到一定量时，黏度不再增大，反而略有下降，丙烯酸钠盐的合适用量为6.0 g。原因可能是，丙烯酸钠盐是阴离子型电解质，含有大量的亲水基团，丙烯酸钠盐的用量不一样，则亲水基团含量亦不同，因此在PVAc水分散液中粒径亦不同。一般情况下PVAc水分散液的黏度随粒径增大而增大，因此体积分数一定时，粒径增大将导致粒子间距增大，粒子间相互作用降低，PVAc乳胶涂料体系黏度下降；否则黏度升高。但是另一方面，随PVAc水分散液粒径增大，粒子运动时的黏滞效应增强，会使得体系黏度也增大。综合影响的结果是：粒径的增大，PVAc乳胶涂料体系黏度增大，但是体系黏度增大到一定后会略有下降^[8]。?

2.1.2  增稠剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度的影响

以羟乙基纤维素作为增稠剂，在其他助剂用量不变的情况下，通过改变羟乙基纤维素的用量，考察增稠剂对PVAc乳胶涂料黏度的影响，结果如  图2所示。增稠剂是使涂料体系黏度增加的助剂，是影响水性涂料黏度的重要因素之一。由图2可以看出，PVAc乳胶涂料黏度随着羟乙基纤维素的用量增加而增大，羟乙基纤维素的合适用量为1.25 g。这个结果的作用原理可能由于羟乙基纤维素中含有羟基的大分子链，可通过分子内或分子间形成氢键，还可通过与水发生水合作用以及在分子链之间产生缠绕，实现对水相黏度的提高^[9]。

2.1.3  成膜助劑对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度的影响

以十二醇酯作为成膜助剂，在其他助剂用量不变的情况下，考察十二醇酯对PVAc乳胶涂料黏度的影响，结果如图3所示。成膜助剂，也称为凝聚剂或者聚结剂，一般是高沸点溶剂，它们好比是一种“临时”增塑剂。成膜助剂的主要作用是用来降低聚合物的玻璃化温度（T_g），否则如果乳液聚合物T_g高，在环境温度较低时很难变形，这会阻碍融合过程，导致形成薄膜的失败，这时需要添加成膜助剂使乳胶粒子溶胀变软，帮助融合过程顺利完成，协助成膜^[10]。由图3可知，当十二醇酯用量为 2.0 g 时，涂料黏度合适。

2.1.4  润湿剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料黏度的影响

以OP-10为润湿剂，在其他助剂用量不变的情况下，考察其添加量对PVAc乳胶涂料黏度的影响，结果如图4所示。

润湿剂是表面活性剂，通过降低水的表面张力或者界面张力，改善颜料粒子对水的润湿性性能，有效地提高颜料的稳定性。但是加入润湿剂以后，涂料内的表面活性剂含量增加了很多，而表面活性剂的存在会使得涂料成为一个非稳定体系，引起较大的表面张力差，而这个差值的存在会使得涂料表面形成泡沫的概率增大^[11]，这是对体系不利的。由图4可见，当OP-10添加量为 0.3 g 时，PVAc乳胶涂料黏度合适，也可避免产生大量的表面泡沫。

2.2  助剂对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料光泽度的影响

用60°角的镜面光泽度计对马口铁片上制板干燥后的样品进行测试，分别考察分散剂丙烯酸钠盐、增稠剂羟乙基纤维素、成膜助剂十二醇酯、润湿剂OP-10、助溶剂丙二醇的添加量对聚醋酸乙烯酯乳胶涂料光泽度的影响，结果如表1所示。由表1可知，随各种助剂的增减，聚醋酸乙烯酯乳胶涂料光泽度没有明显改变。

3  结 论

通过研究发现，聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的黏度受分散剂丙烯酸钠盐、增稠剂羟乙基纤维素、成膜助剂十二醇酯、润湿剂OP-10等助剂的影响较明显，但是聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的光泽度受到助剂的影响不大。

参考文献：

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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