一、实验原理

1．主要性能和用途

聚醋酸乙烯酯乳胶涂料（polyvinyl acetate latex paint）为乳白色黏稠液体，可加入各色色浆配成不同颜色的涂料。主要用于建筑物的内外墙涂饰。该涂料以水为溶剂，所以具有安全无毒、施工方便的特点，易喷涂、刷涂和滚涂，干燥快、保色性好、透气性好，但光泽较差。

2．配制原理

传统涂料（油漆）都要使用易挥发的有机溶剂，例如汽油、甲苯、二甲苯、酯、酮等，以帮助形成漆膜。这不仅浪费资源，污染环境，而且给生产和施工场所带来危险性，如火灾和爆炸。而乳胶涂料的出现是涂料工业的重大革新。它以水为分散介质，克服了使用有机溶剂的许多缺点，因而得到了迅速发展。目前乳胶涂料广泛用作建筑涂料，并已进入工业涂装的领域。

通过乳液聚合得到聚合物乳液，其中聚合物以微胶粒的状态分散在水中。当涂刷在物体表面时，随着水分的挥发，微胶粒互相挤压形成连续而干燥的涂膜。这是乳胶涂料的基础。另外，还要配入颜料、填料以及各种助剂如成膜助剂、颜料分散剂、增稠剂、消泡剂等，经过高速搅拌、均质而成乳胶涂料。

二、主要仪器和药品

四口烧瓶（250 ml)、电动搅拌器、温度计（0 - 100℃ )、球形冷凝管、滴液漏斗（60ml)、电炉、水浴锅、高速均质搅拌机、砂磨机、搪瓷或塑料杯、调漆刀、漆刷、水泥石棉样板。

醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、乳化剂OP一10、去离子水、过硫酸铵、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯、六偏磷酸钠、丙二醇、钛白粉、碳酸钙、磷酸三丁酯。

三、实验内容

1.聚醋酸乙烯酯乳液的合成

①聚乙烯醇的溶解。在装有电动搅拌器、温度计和球形冷凝管的250 ml四口烧瓶中加入30 ml去离子水和0.35 g乳化剂OP一10，搅拌，逐渐加入2g聚乙烯醇。加热升温，至90℃保温1h，直至聚乙烯醇全部溶解，冷却备用。

②将0.2 g过硫酸铵溶于水中，配成质量分数5％的溶液。

③聚合。把17 g蒸馏过的醋酸乙烯酯和2 ml质量分数5％过硫酸铵水溶液加至上述四口烧瓶中。开动搅拌器，水浴加热，保持温度在65 - 75℃。当回流基本消失时，温度自升至80-83℃时用滴液漏斗在2h内缓慢地、按比例地滴加23 g醋酸乙烯酯和余下的过硫酸铵水溶液，加料完毕后升温为90一95℃，保温30 min至无回流为止。冷却至50℃，加入3 ml左右质量分数5%碳酸氢钠水溶液，调整pH值为5一6。然后慢慢加入3.4 g邻苯二甲酸二丁酯。搅拌冷却1h，即得白色稠厚的乳液。

2.聚醋酸乙烯酯乳胶涂料的配制

①涂料的配制。把20 g去离子水、5g质量分数10％六偏磷酸钠水溶液以及2.5 g丙二醇加入搪瓷杯中，开动高速均质搅拌机，逐渐加入18 g钛白粉、8g滑石粉和6g碳酸钙，搅拌分散均匀后加入0.3 g磷酸三丁酯，继续快速搅拌10 min，然后在慢速搅拌下加入40 g聚醋酸乙烯酯乳液，直至搅匀为止，即得白色涂料。

②成品要求：

外观：白色稠厚流体。

固体质量分数：50%

干燥时间：25℃表干10 min，实干24 h。

③性能测定。涂刷水泥石棉样板，观察干燥速度，测定白度、光泽，并作耐水性试验。制备好做耐湿擦性的样板，做耐湿擦性试验。

四、注意事项

①聚乙烯醇溶解速度较慢，必须溶解完全，并保持原来的体积。如使用工业品聚乙烯醇，可能会有少量皮屑状不溶物悬浮于溶液中，可用粗孔铜丝网过滤除去。

②滴加单体的速度要均匀，防止加料太快发生暴聚冲料等事故。过硫酸铵水溶液数量少，注意均匀，按比例与单体同时加完。

③搅拌速度要适当，升温不能过快。

④瓶装的试剂级醋酸乙烯酯需蒸馏后才能使用。

⑤在搅匀颜料、填充料时，若黏度太大难以操作，可适量加入乳液至能搅匀为止。

⑥最后加乳液时，必须控制搅拌速度，防止产生大量泡沫。

附：聚醋酸乙烯乳胶徐料常用配方及色浆配方。

配方一颜料用量较大而体质颜料用量较小，颜料中全部用金红石型钛白，乳液用量也较大，因此涂料的遮盖力强，耐洗刷性也好，用于一般要求较高的室内墙面涂装，也能作为一般的外用平光涂料使用。如果增加聚醋酸乙烯乳液的用量，能得到有微光的涂膜，但一般的聚醋酸乙烯乳液很难制得半光以上的涂膜。

配方二用部分锌钡白代替钛白，遮盖力比配方一要差些，是比较经济的一般室内平光墙面涂料，耐洗刷性也差些。如钛白用金红石型的话，也仅能勉强用于室外要求不高的场合。

配方三颜料用量较低，体质颜料用量增加很多，乳液用量也少，所以遮盖力、耐洗刷性能都要差些，是一种较为经济的室内用涂料。

配方四颜料的比例较大，主要是用于室内要求白度遮盖力较好、而对洗刷性要求不高的场合。

配方中所列举不同的助剂及不同用量，说明乳胶涂料在不同配方中可以使用不同品种的助剂，可根据不同的要求和生产成本等因素综合考虑。

乳胶涂料的生产一般可以用球磨机、快速平石磨、高速分散机等设备，如加入有效的消泡剂且配方恰当的话，也可以用砂磨机。先将分散剂、增稠剂的一部分或全部、防锈剂、消泡剂、防霉剂等溶解成水溶液和颜料、体质颜料一起加入球磨机或用上述其他设备研磨，使颜料分散到一定程度，然后在搅拌下加入聚醋酸乙烯乳液，搅拌均匀后再慢慢加入防冻剂、增稠剂的一部分和成膜助剂，最后加入氨水、氢氧化钾或氢氧化钠，调pH值至呈微碱性。

如果配制色涂料，则在最后加入各色色浆配色，表8.2列出三种色浆的配方。色浆用的各种颜料必须先研磨分散得很好，否则在配色时不能得到均匀的色彩。如颜料分散不好，色浆加入乳胶涂料中后，用手指研磨颜色会变深，这种情况在将来施工涂刷时，涂刷次数多少或方向不同时会出现颜色不均一的情况。颜料分散不好，加入乳胶漆后在存贮过程中有时会产生凝聚现象，使涂料的颜色发生变化，影响乳胶涂料的贮藏稳定性。有机颜料所用的表面活性剂（润湿剂）有乳化剂OP一10等。将乳化剂OP一10溶于水中，加入各色颜料后，用砂磨机研磨数次，至颜料分散至相当程度。在配方中可以加入部分乙二醇，在研磨时泡沫较易消失，而且色浆也不易干燥和冰冻。

大量的润湿剂加入乳胶涂料中会对涂膜的耐水性带来影响，但由于乳胶涂料绝大多数是白色和浅色的，如果上述有机颜料分散得很好的话，着色力也是相当好的，一般情况下色浆的用量都不会太多，对乳胶涂料耐水性带来的影响也不会很大。