(整理)乳胶与乳胶漆制备实验报告.
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化工专业实验报告
“聚醋酸乙烯酯乳液的合成和乳胶漆
的制备”实验报告
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撰写实验报告时间:年月日
乳胶漆是一种用途广泛的新型涂料,具有价格低廉、使用简便、耐水性好、绿色环保、安全无毒等优点。其中内墙涂料以价廉物美的醋酸乙烯酯共聚类乳胶漆应用最多。丙烯酸酯共聚类乳胶漆与其它乳胶漆品种相比,有较好的耐候性、耐水性、抗磨损性和保色性,应用面也较广。近年来也开始在金属物表面上防腐上得到应用。本实验合成了聚醋酸乙烯酯乳胶,制备了乳胶漆并测定了其性能。
一、实验目的
1、掌握乳液聚合的基本操作,制备聚醋酸乙烯酯乳胶;
2、学习水溶性涂料的基本知识,掌握设计涂料配方的方法;
3、掌握乳胶漆的制备方法;
4、掌握乳胶漆性能的测量和判别方法。
二. 实验设备和原料
设备一览表
三、实验步骤:
1.聚酯酸乙烯酯乳胶的制备
①、安装好反应设备,配制5%的过硫酸钾溶液(如溶解过慢可以略加热)。
②、量取88ml 1.13%的OP-10乳化剂溶液加入250 ml四口瓶中。四口瓶上带机械搅拌器、回流冷凝管、温度计和恒压漏斗加料器。
③、在搅拌下慢慢加入平均聚合度在1700左右、醇解度约为88%的聚乙烯醇6.0g。加热混合物,升温至85℃,至聚乙烯醇完全溶解为止(溶解时间约1hr)。
④、停止加热,降温至65℃左右,重新开始加热,并一次性加入20g新蒸馏过的醋酸乙烯酯单体,4ml 5%的过硫酸钾溶液。控制反应温度在70-75℃,维持反应温度至回流基本结束。
⑤、用恒压漏斗在2h内滴加68g新蒸馏过的醋酸乙烯酯单体,每加10g醋酸乙烯酯后补加1ml 5%过硫酸钾溶液。整个加料过程中控制反应温度在70℃以上(油浴温度为70-85℃),并不停搅拌,反应后期加快搅拌速度。单体滴加完毕后,一次性补加2ml 5%的过硫酸钾溶液,然后慢慢升温到90℃,直到回流结束。
⑥、将反应体系从油浴中取出,冷却。待温度下降至50℃时,加入5-10ml 5%碳酸钠溶液,调节PH=6-7。
⑦、加入10g邻苯二甲酸二丁酯并搅拌0.5h,冷后得到白色的聚醋酸乙烯酯乳胶。称重,装入回收瓶中。
2、聚醋酸乙烯酯乳胶的分析
①、采用重量法测量乳胶的固含量。
将两个相同的表面皿在120±2℃烘干30min,放入干燥器中冷到室温。称重。
将制备的乳胶放在一个表面皿中,另一个放在上面(凸面在上),在天平上准确称取
1.5-2g,然后将上面的表面皿反过来,使两块相互吻合,轻轻压下,再将其分开,使试样面朝上,放入120±2℃的恒温鼓风干燥箱干燥2hr,取出在干燥器中冷却到室温,称重。计算固含量。每个固含量做平行样。
②、乳胶的流变性测量,采用旋转粘度计,选用3号转子,在不同的转速下测定乳胶的黏度,计算其流变性。
3、醋酸乙烯乳胶漆的制备
①、安装好高速搅拌器,选择所用的原料。
②、把8g丙二醇、15g 10%的六偏磷酸钠水溶液及60g去离子水按顺序加入250ml 三口烧瓶中。
③、开动高速搅拌器,在慢速下逐渐加入50g钛白粉、25g滑石粉和18g碳酸钙,快速搅拌分散均匀。
④、慢慢加入1g磷酸三丁酯,继续快速搅拌30min后,慢速加入120g醋酸乙烯酯乳胶,直到搅匀为止,即得白色涂料。
⑤、加入少量彩色颜料浆,可得到彩色涂料。
⑥、也可自主选择其他配方,制备乳胶漆。
4、聚醋酸乙烯酯乳胶漆的性能测定
①干燥时间测定:
用框式涂膜器在清洁、干燥的标准玻璃板上涂上一层市售的乳胶漆,漆膜应均匀、连续,安装好干燥时间测定仪,开启设备测定市售乳胶漆的干燥时间。采用相同方法测定制备的乳胶漆的干燥时间。
②固含量的测定:
测定制备的乳胶漆和市售乳胶漆的固含量,采用前面测定乳胶相同的方法。每个样测定平行样。
③涂料的耐水性:
标准板在120℃下干燥1hr后保存在干燥器中,在三块标准板上刷涂漆膜重量为0.5-0.8g,且三块板刷涂重量差不大于10%,在120℃的烘箱中干燥1hr,取出测定其重量变化。1000ml 的烧杯加入600ml水,加热致沸,将漆板放入热水中,沸腾20min后取出观察,并记录其失光、变色、起泡、脱落等的程度(以百分比表示)。
测定制备的乳胶漆和市售乳胶漆,进行对比。
④测定涂料的遮盖力:
采用黑白格涂料遮盖力测定仪测定。精密电子天平上称出装有乳胶漆的杯子和漆刷的总重量,用漆刷将乳胶漆均匀的涂刷于黑白格板上,放在观察箱中,距离磨砂玻璃片15-20cm,有黑白格的一端与平面倾斜成30-45度交角,在观察箱日光灯下进行观察,以看不见黑白格为终点。然后将盛有余漆的杯子和漆刷称重,求出黑白格板上的油漆总量。刷涂时应快速均匀,不应将乳胶漆刷在板的边缘上。
其遮盖力计算为
X=(W1-W2)/S=50×(W1-W2)
W1:-未涂刷前乳胶漆和漆刷的总重量。
W2-- 涂刷后余漆和漆刷的总重量。
S---黑白格板涂漆的面积。
平行测定两次,结果之差不大于5%,取平均值。否则必须重新测定。
⑥、直观效果判断
在石膏板上刷涂制备的乳胶漆和市售的乳胶漆,观察乳胶漆的均匀度、遮盖力、平整度、色度等,并与其他组的产品进行对比。
按本工艺制得的产品,在醋酸乙烯乳胶漆中属于质量优良的品种。按前面所述的配方原理,可以改用部分功能成分,制成颜料(填料)基料之比高出倍以上的、较价廉的品种。对产品质量的完整检验可按国家标淮GB 1721—79——GBl726—79的方法进行。
5. 实验流程图如下: