十二碳醇酯的特性及在乳胶漆中的应用

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一、引言     随着我国建筑及装饰业的迅猛发展，人们对生活质量要求的不断提高和环保意识的不断增强，涂料行业对VOC（沸点低于250℃的挥发性有机化合物含量）的控制进一步严格。作为装饰材料之一的水性乳胶涂料已成为建筑内墙装饰的主体材料，同时建筑外墙装饰应用率也达35%。而在乳胶漆中使用的许多乳胶聚合物在常温下无法形成薄膜，在低温下绝大多数乳胶聚合物都不会形成薄膜。为使乳胶漆形成完整薄膜，必须加一种起聚结作用的成膜助剂。成膜助剂通常是溶解性很强且挥发性非常缓慢的溶剂。如醇酯（十二碳醇酯）类、乙二醇醚类和乙二醇酯类。它们能够软化乳胶聚合物颗粒，使这些颗粒聚结融合再一起，更好地形成薄膜。成膜助剂除降低乳胶漆最低成膜温度（MFFT）外，还可以改善乳胶漆的耐气候性、可擦洗性、涂层的展色性等漆膜性能。十二碳醇酯是一种极好的乳胶漆成膜助剂，它可以有效地用于聚乙酸乙烯均聚物、共聚物和三聚物中，以及纯丙烯酸、苯乙烯/丙烯酸、聚丁苯乙炳和乙烯基乙酸乙烯等乳胶中。
    二、十二碳醇酯的特性
    1、物理化学特性
    化学名称：2，2，4—三甲基—1，3—戊二醇单异丁酸酯
    结构式：

    比重：20℃/20℃0.95
    溶解度（20℃，在水中）：不溶
    挥发速度（醋酸丁酯=1）：0.002
    沸点（℃，760mmHg）：255
    冰点（℃）：50
2、十二碳醇酯用于乳胶漆中的特性     十二碳醇酯是乳胶类聚合物的强溶剂，并且水解稳定性非常好，因而其适用范围广（可用于包括高PH值的纯丙、苯丙、醋丙、硅丙、及聚醋酸乙烯等多种乳液当中）、聚结性能高，是一种非常理想的成膜助剂。
    降低乳胶漆最低成膜温度
    十二碳醇酯具有突出的溶剂作用，即具有极强的聚结能力。在较少的用量情况下，能免十分有效地降低乳胶漆的最低成膜温度（MFFT），扩大使用高玻璃化温度（Tg值）类聚合物的乳胶漆在不同环境温度下的使用范围。

    促进乳胶漆成膜
    十二碳醇酯与其他成膜助剂相比，水溶性小（见表），易于被乳胶粒子吸附，可直接接触于胶粒，更易于对胶粒的溶胀；其挥发速率低，成膜前保留在乳胶漆涂层中，溶剂作用不会受水的挥发影响，成膜的连续性更好；而其又具有适宜的挥发度，在乳胶漆成膜后短的时间内完全挥发掉，不会影响乳胶漆配方所设计的硬度及光泽。
     

成膜助剂	水解稳定性	水溶性（%）	挥发率（BAC=1）	凝固点（℃）
苯甲醇	差	3.8	0.09	-15.3
乙二醇单丁醚	好	100	0.06	-76
十二碳醇酯	好	0.2	0.002	-50

优异的湿膜性能     用十二碳醇酯为成膜助剂的乳胶漆具有优异的湿膜性能，其在垂直面上的抗流挂特性和漆膜表面刷痕所需要的流平性之间达到一个恰当的平衡。
      

胶乳	刮板流平值	抗流挂指数
AIRFLEX500 AIRFLEX728 FLEXBOND325	8 7 9	8 12 8
刮板流平值：10—最好   1—最差 抗流挂指数：12—最好   3—最差

    改善乳胶漆漆膜性能
    由于十二碳醇酯的溶剂作用，乳胶粒子成膜时结合更加紧密、连续，形成平滑、均匀的漆膜，从而使漆膜的耐擦洗性、展色性、光泽度以及耐候性等得到较大的提高。
    a、提高耐擦洗性能
    加入少量的十二碳醇酯，耐擦洗性能显著提高。通过对NBB-12丙烯酸无光乳胶漆（PVC=66%）中添加不同百分比的十二碳醇酯所得到耐擦洗数据（按GB9266测定）可以证实。
      

十二碳醇酯加入量 （100份乳胶漆中所占的百分比）	耐擦洗性（次）
0	900
1	2100
2	2800
4	2800

    b、光泽及展色性：
    未加入成膜助剂的乳胶漆，在低温下干燥时不易成膜或成膜不良，涂膜表面粗糙、无光泽，甚至有龟裂，造成较强的光散射。而十二碳醇酯的助成膜作用及改善乳胶漆中颜料均匀性和稳定性的作用可以解决这一问题，能够在很大的温度及湿度及温度范围内提高漆膜光泽度及色彩的均匀性。而且漆膜的手感性好．
    c、提高耐候性
    加入十二碳醇酯后，改善了树脂颗粒之间的聚结，从而降低了涂层对水蒸气的透过性；涂层干燥后收缩引起的基料树脂之间的应力松弛改善了涂层对底材的附着性；胶粒更加紧密的结合，涂膜机械强度提高，从而使涂膜能够抗断裂和完全剥离，较大提高耐候性。

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制漆稳定性     a、制漆贮存稳定
    由十二碳醇酯作为成膜助剂经验证对包括高PH值的丙烯酸乳胶漆在内，储存没有什么不良影响。
      

十二碳酸加入量 （乳液固含量wt%）	丙烯酸系乳胶漆粘度 Kreb		醋酸乙烯/丙烯酸系乳胶漆粘度 Kreb
	室温熟化	52℃老化	室温熟化	52℃老化
4 8 12	90 90 90	92 90 91	76 75 75	68 71 72

    注：粘度Kreb为克雷布粘度单位
    b、制漆冻融稳定
    水溶性的成膜助剂如松油醇，丙二醇醚类，随用量增大而使乳液的粘度增大，成膜助剂用量过高，则对乳胶漆的冻融稳定性不利。十二碳醇酯用量达12%时，也有可能产生胶冻现象，而在常规用量时，则仍具有良好的冻融稳定性。
      

十二碳酸加入量 （乳液固含量wt%）	丙烯酸系乳胶漆粘度 Kreb		醋酸乙烯/丙烯酸系乳胶漆 粘度Kreb
	室温熟化	冻融循环后来	室温熟化	冻融循环后来
4 8 12	90 90 87	94 132 胶冻	78 78 79	81 81 胶冻

    注：粘度Kreb为克雷布粘度单位

c、制漆PH稳定     成膜助剂的水解会影响乳胶漆的PH值。十二碳醇酯是一种水解性极为稳定的成膜助剂，几乎不受乳胶漆中碱性的影响。

    三、十二碳醇酯的使用
    十二碳醇酯的加入量
    十二碳醇酯的用量根据不同胶乳聚合物的玻璃化温度（Tg值）及要求对乳胶漆降至的最低成膜温度（MFFT）而决定。Tg值高的乳液要达到同样的MFFT，加量需要多一些。
    通常，十二碳醇酯的加入量为乳胶漆中胶乳固含量的4-10%，并结合Tg值及MFFT考虑。但用量多于12%，会造成乳液的不稳定。
  

乳液	聚合物类型	供应商	Tg （℃）	需加入醇酯量（Wt%）
		MFFI=5℃		MFFI=0℃
UCAR4510 EERSOL1113 TBH261 AC—261

天上人间9527

很好，我一直在找这个。谢谢。

huadsh

谢谢，正需要

landream

学习了，欣赏这种发帖方式:P

liuwenxiu

谢谢分享，学习了

天飞雪

喜欢！楼主发帖的精神值得永远学习！！！