丙烯酸酯乳液在水性木器封闭底漆中的应用

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谱分析，计算得到自重+SSE 地震下的组合应力结果如图4~图6所示。

根据上述应力分析结果及结构应力评价方法，对计算结果进行强度评价如表4所示。

表4 扎带结构应力评价
评定准则
应力计算值许用值比率评定结果O级准则
薄膜应力/MPa
23.50
128.75
0.18
通过
薄膜加弯曲应力/MPa
23.59
193.13
0.12
通过
通过应力分析，防火包覆捆扎结构在所承受各种载荷作用下，扎带的应力满足RCCM 规范的要求，可保证包覆
结构在地震载荷下完好包裹风管，不脱落。

4.2 耐火极限
根据ISO 6944：2008《Fire containment — Elements of building construction —Part 1Ventilation ducts》的要求，按照图1的结构形式，制作耐火极限测试样品。

包覆结构使用钢扎带捆扎包裹在金属风管上。

试验进行2小时，并按照ISO 6944-1：2008标准第11章进行评价。

测试样品中的管道A 用来模拟外部火源对风管的影响，测试过程中风管内保持300Pa 的负压。

管道B 用来模拟火焰蔓延至风管内部的情况，炉内风管部分有对向开
图5 结构计算扎带部分薄膜应力云图
Z X
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图4 结构计算整体第一主应力云图
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孔，两个开孔的总截面尺寸为风管截面的50%，测试过程使用风机周期性控制风管B 内的空气流速为3m/s，将炉内的热空气通过风管B 抽至炉外。

试验进行2小时结束，防火包覆结构及钢扎带状态如图7所示。

各样品的测试结果如表5所示。

由图7和表5可知，该文开发的防火包覆结构及固定方案可以满足2小时耐火极限的性能要求，试验件的完整性、隔热性、泄露率均满足项目标准要求。

耐火测试完成后，包覆结构完整，扎带无断裂、脱落情况，固定方式有效。

5 结论
根据前文描述和试验分析，得出如下结论：1）扎带固定方案可以保证防火包覆结构在地震载荷和火灾的高温工况下不脱落，对金属风管密封性无影响。

2）防火包覆结构满足核电厂2h 的耐火极限要求。

3）该结构的防火包裹满足某核电厂对通风系统防火包裹的技术要求。

我国核电厂通风系统防火包覆结构一直以来均由国外厂商提供，国内相关行业对此细分领域研究较少，研究
成果鲜见于公开报道。

该文通过材料选型和结构设计，试制出一种满足某核电厂技术要求的防火包覆结构，可成为核岛通风系统防火包覆的新选择。

参考文献
[1] 黄晖宇，邓志欣. 一种通风管道防火包裹系统的介绍与应用[J]. 消防技术与技术创新，2011（10）：66-68.
[2]核工业第二研究设计院. 核电厂防火设计规范：GB/T 22158-2008[S].北京：
中国标准出版社，2008：7-8.[3] 罗阳，杜文学，徐建刚. 核岛通风系统防火设计[J]. 核电暖通空调系统设计，2016（11）：15-19.
图7 耐火极限测试后防火包覆及扎带状态
表5 耐火测试验收指标
项目
要求值水平风管A 垂直风管A 水平风管B 垂直风管B 完整性
棉垫不能被点燃
未点燃棉垫未点燃棉垫未点燃棉垫未点燃棉垫无裂缝
未出现裂缝未出现裂缝未出现裂缝未出现裂缝背火面连续火焰时间≤10s 未出现火焰
未出现火焰
未出现火焰
未出现火焰
风管A内的气体流量≤15m 3/（m 2·h）
67 ——隔热性平均温升≤140℃64.067.9113.9110.5最高温升≤180℃
66.970.8117.9113.4烟气泄露
风管A内的气体流量≤10m 3/（m 2·h）
6
7
—
—
图6 结构计算扎带部分薄膜加弯曲应力云图
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0 引言
随着国家对环境保护越来越重视环境保护，水性木器涂料的开发与利用也成为行业发展的趋势之一。

由于技术的制约，与溶剂型涂料相比，水性涂料的技术指标还存在一些差距，例如表面硬度、耐腐蚀性与表面覆盖效果等。

此外，水性木器涂料应用于涂装中还存在多种技术问题亟待解决，如木材会发生渗色。

渗色的发生是由于实色涂装在生产制作时，木材的单宁酸以及树脂类物质会渗出，特别是白色涂装更易发生，导致涂膜变色，涂膜的外观会受到影响，也会导致涂膜的附着力不足。

用水性木器涂料涂装一层封闭底漆，能够解决渗色问题。

针对水性丙烯酸酯乳液制备出的封闭性底漆具有实用性[1]。

1 涂膜实施封闭的基该方法概述
涂膜实施封闭的基本方法可以分为物理阻隔、化学阻隔。

物理阻隔通过致密涂层可以防止色素渗透，例如选择阴离子型丙烯酸酯最有效；化学阻隔是在涂膜中加以一定比例的活性物质，使其与色素分子反应，保证色素可以固定，其典型方法是加以阳离子型丙烯酸。

在乳液中，阳离子基团单宁酸发生混合后可以形成离子键。

由于盐类物质可以固化在表面，能够保证封闭效果。

封闭性能突出的乳液应要保证这种功能。

在制造中，提升交联度能保证涂膜具有更高的致密性。

乳液中混入一定数量的氧化锌（ZnO）等物质，锌离子和羧基可以产生交联作用，因此有利于提升表面的附着效果。

由于单宁酸等物质的加入，络合后可以生成性能更加稳定的物质量，因此提升乳液的封闭效果。

但是ZnO 也存在缺陷，特别是难溶于水易产生析出问题，破坏乳液稳定性，该文开发优选出具有特殊性能的金属盐，保证综合性能，丙烯酸酯乳液更好的应用效果。

该文结合新交联单体用量，分析了乳液pH 值对底漆效果产生的影响。

2 实验部分2.1 主要原料
实验主要原料为苯乙烯（St）、丙烯酸（AA）、丙烯酸丁酯 （BA）、氯化盐1、氯化盐2、硫酸盐3、乳化剂、引发
剂、氨水、消泡剂、润湿流平剂、成膜助剂、流变助剂、增稠剂、流平剂、防腐剂等。

封闭乳液已被国家化学工业列为耐腐蚀材料。

与传统的环氧砂浆相比，市面上的封闭乳液具有成本低、施工方便等优点。

适用于潮湿表面的黏合，它无毒，与基础混凝土具有良好的温度适应性。

市售水性封闭乳液见表1。

表1 市售水性封闭乳液
产品名称厂家
类型
固含量/%黏度/（mPa ·s）pH值MFFT/℃封闭乳液A 进口自交联丙烯酸分散体47±l 700~30008.0~9.016封闭乳液B 国产自交联丙烯酸酯乳液45±1<1008.0~9.036封闭乳液C 国产丙烯酸酯乳液42±1700~10007.0~8.032封闭乳液D
国产
金属自交联乳液41±1<1007.0~8.035非封闭乳液E 大宝
核壳丙烯酸酯乳液
40±1
<500
8.0~8.5
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2.2 丙烯酸酯乳液的开发制备
取少许可以溶于水的乳化剂，先快速搅拌，然后加入核/壳单体，预乳化20min，分别获取到核层以及壳层。

将预乳液装入搅拌器，流入冷凝管，并借助温度计加以控制，烧瓶中加入去离子水，并其余的乳化剂与缓冲剂作为后续的釜底料，在搅拌后加入一定比例预乳液，然后加热到已预设的温度，混入一定比例的引发剂，在发生聚合反应后乳液会变成蓝色，并且单体回流加以快。

当温度达到设定温度后，同步滴加一定数量的核层预乳液与引发剂，然后保温，滴加壳层预乳液与引发剂再保温条件下发生反应。

在结束后，当乳液的温度降低到50℃后，使用氨水将pH 值调节到8~9，采用200目滤网进行过滤，最终可以获得丙烯酸乳液[2]。

2.3 实验配方及工艺
对水性木器封闭设计出的底漆配方如表2。

容器中加入一些水性乳液，然后混入一定比例的消泡剂，采用1600r/min 的速度进行搅拌，持续作用5min ；将成膜助剂1和成膜助剂2发生混合后，加入流变助剂以及润湿流平剂，最后加以入增稠剂，保证以上物质充分混合后，以1200r/min 加以搅拌，持续10min；加入消泡剂2与防腐剂，继续搅拌5min 后在过滤后就可以出料。

丙烯酸酯乳液在水性木器封闭底漆
中的应用
颜六廷 李恭超
（广东聚盈化工有限公司，广东 江门 529700）
摘 要：为了可以制备出具有优异封闭性能的丙烯酸酯乳液，通过实验证明：交联单体使用氯化盐1，在不同的
基材上都可以突出封闭效果。

在增加交联单体用量的同时，可以提升乳液的封闭性能，但是会对热贮存稳定性产生影响。

而提升乳液的pH 值，可以提升其热贮存条件下的稳定性，降低乳液的封闭性能。

如果交联单体的用量控制在2%，并且保证乳液pH 值处于8.5~9，封闭底漆可以保证封闭性并且具有更好的稳定性，采用实验方法开发出的丙烯酸酯乳液其性能优于大多数同类产品。

关键词：丙烯酸酯；水性木器涂料；封闭底漆中图分类号：TQ 630.4 文献标志码：A
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