3000吨丙烯酸乳胶漆工厂设计开题报告

1. 研究目的与意义

本设计意在设计一个年产3000吨的乳胶漆加工厂。以坚持可持续发展为前提，力求设计的乳胶厂坚持走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的工业化道路。主要原料是苯乙烯和丙烯酸丁酯，遵循自由基聚合机理，采用乳液聚合的聚合方法，分批式操作，生产乳胶漆。生产的乳胶漆具有易涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐洗性好等特点

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。随着人们绿色化工意识的　增强以水为溶剂的水性涂料正逐渐取代污染环境　的油性涂料。但是国内产品同国外产品相比主　要表现为涂层强度低、耐水性及成膜性差等缺点。　为了进一步改善苯丙乳液的性能本实验通过选择　不同单体、乳化剂、引发剂及用量、适宜的反应温　度从而提高了苯丙乳液的质量。经使用1.5立方米夹套式反应釜进行中试放大试验其性能达到国外同类产品先进水平

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、单体是形成聚合物的基础，不同的单体具有不同的性能。一种单体均聚物一般不具备全面的性能需选用多种单体进行共聚合成。以丙烯酸丁酯和苯乙烯为主要反应单体，丙烯酸丁酯玻璃化温度较低，是一种软单体。如其含量较高，则成膜性好但产品强度低，形成的涂层表面极易被划伤和污染。苯乙烯的玻璃化温度较高，是一种硬单体。如其含量较高，则产品强度高，但乳液粘度降低涂膜皮脆，成膜性差。故二者共用。通过调整比例可使乳液性能较为理想。经实验丙烯酸丁酯最佳用量为28%，苯乙烯最佳用量为22%。。丙烯酸是带有羧基的水溶性物质具有较强的亲水性。作为必要反应单体对苯丙乳液及其成膜性能将产生较大的影响。本实验中加丙烯酸　单体是为了提高乳液的稳定性及粘接性。随着丙烯酸用量的增加，乳液粘度和吸水性增大，凝聚物减少，但丙烯酸用量过大时胶膜吸水性增大，耐水性下降。实验表明丙烯酸为单体总量的2%~3%为宜。