年产3000吨丙烯酸乳胶漆工厂的设计开题报告

1. 研究目的与意义

丙烯酸乳胶漆是有机涂料的一种，具有较高的原始光泽和优良的保光、保色性以及户外耐久性，良好的抗污性、耐碱性及擦洗性。可制成有光、丰光、平光等各种内外用乳胶涂料，各项性能优异且全面，应用相对教委广泛，通常被用作高档户外墙涂料。我国目前主要以苯乙烯和丙烯酸丁酯为原料，遵循自由集聚和机理，采用乳液聚合的聚合方法，分批试生产操作，生产乳胶漆。

工业生产上丙烯酸乳胶漆一般有丙烯酸类乳液、颜填料、水、助剂组成。具有成木适中，耐候性优良、性能可调整性好，无有机溶剂释放等有点，是进来发展十分迅速的一类涂料产品。

2. 国内外研究现状分析

丙烯酸乳胶漆是目前国内外市场上两大重要乳胶漆品种之一，正以相当的速度发展。合成丙烯酸乳胶漆的方法实际上是种子乳液聚合（或多阶段乳液聚合），即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液为种子乳液（核聚合），然后再种子乳液存在下，加入第二单体继续聚合（壳聚合），这样就形成了以第一单体的聚合物为核，第二单体的聚合物为壳的核/壳结果的复合聚合乳液乳胶型互为贯穿聚合物的网络，复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种的单体，后者采用同种单体。

如果以苯乙烯为主单体，同时加入少量的丙烯酸单体进行核聚合，而以丙烯酸丙烯酸正丁酯为单体，同时加入少量的丙烯酸单体进行壳聚合，即得到以聚苯乙烯为核、聚丙烯酸正丁酯为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。

在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾和少量的乳化剂进行第二阶段乳液聚合时，此时的聚合机理按接枝图层理论吉利进行，即单体n-ba富集在种子乳胶粒ps的周围，ps乳胶粒成为n-ba单体的聚合主要场所，所生产的聚合物pn-ba富集在ps的周围形成以ps为核的pn-ba为壳的核/壳结构聚合物，且核壳之间存在着ps-pn-ba戒指共聚物，理想情况下不生成新的乳胶粒，由于在聚合过程中形成了少量的ps-pn-ba接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一个均居屋ps或pn-ba和ps-pn-ba乌龟共聚物的性能。如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。特别是用于外墙涂料的基料，其最低成膜温度、玻璃化温度均较低，附着力好，耐水性好，光泽度高，大大改进了夏季回黏性，从而提高了涂料的性能并延长了施工期。由此可见，制备复合聚合物是对聚合物改性的一种方法。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、单体预乳化。

2、种子乳液聚合。

4. 研究创新点

1、生产中采用SDS和OP-10的混合乳化剂，其中SDS附着在乳胶颗粒的表面，乳胶颗粒因其店里生产的负离子产生静电斥力而避免乳胶颗粒间的聚合，非离子乳化剂OP-10通过吸附在乳胶粒表面形成水化层，是乳胶粒产生空间位阻效应祈祷稳定作用，在生产中两者是用适当的比例配合，可是乳胶粒不仅具有静电且稳定。

2、生产中因采用的乳化剂为SDS和OP-10的混合物，使生产的核单体和壳单体均稳定，而加入的丙烯酸的亲水基游离在水中，而亲油基包裹在形成核单体和壳单体乳胶粒的乳化剂中，当将壳单体加入到核单体中时，丙烯酸的亲水基作为一个识别基团，使核壳单体进行融合，然后趋近稳定，若在生产中未添加丙烯酸，这在乳液聚合时核壳单体的胶粒不会发生融合，而是在引发剂的作用下各自的进行单体的乳液聚合，从而使乳液聚合失败。