微乳状液在涂料方面的应用摘要 简单阐述了微乳状液的制备方法，主要综述了丙烯酸酪乳液涂料、硅丙微乳液涂料、聚氨酪类微乳液、环氧树脂类微乳液等微乳状液在涂料方面的应用。阐述了微乳液涂料的实际应用和发展方向。提出了微乳状液制备成涂料中遇到的问题和不足，为以后微乳状液在涂料方面的研究提供方向。关键词 涂料 微乳液Micro emulsion in the application of paint(Shan xi Province, Taiyuan City, The North University of China, )Abstract Briefly discusses the preparation of micro emulsion method, summarized mainly acrylic acid casein emulsion paint, silicone acrylate micro emulsion paint, polyurethane casein micro emulsion, epoxy resin emulsion and micro emulsion in the application of paint.Elaborated the micro emulsion paint application and development direction of.Presents a micro emulsion preparation into the coating problems and shortcomings, for the subsequent micro emulsion in coatings research direction.Key words micro emulsion paint前言 微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油及水在适当的配比下自发形成的一中外观透明或半透明的低粘度的热力学稳定体系。微乳液与乳状液的本质区别表现在（1）微乳液是热力学稳定体系，可以自发的形成，而乳状液是动力学意义上的稳定需要张力搅拌才能形成。（2）微乳液小球的粒径小于10nm，所以微乳液呈透明或微兰色，而乳液小球的粒径为100nm500nm1。 正文 高固含量涂料、粉末涂料、水性涂料等环境友好型涂料得到了充分的重视和发展，其中以聚合物乳胶涂料为主的水性涂料占有很重要的位置。目前，美国重点发展苯丙系列和醋酸乙烯系列乳胶涂料；日本侧重于苯丙系列；西欧则以醋酸乙烯系列为主，重点开发高耐候性和透湿性外墙涂料2。1. 微乳状液的制备 微乳状液的制备通常采用2种方法3。一种是根据微乳的形成机理，将各组分按比例并采取一定的加液顺序相混合，采用温和的方法，例如，搅拌形成微乳，即严格意义的自乳化法，其中组分的加入顺序会影响此法微乳的时间。另一种就是依靠一定的外力，用分散和均匀质化的方法形成微乳，首先用高速混合器制备粗乳（0.65），再在混合前用高压均化器加热促进油相在水相的分散，温度的选择取决于所制微乳对热的敏感性。自乳化需要表面活性剂的量较多，但形成微乳的粒径较大，究竟采用哪种方法取决于各组分的性质及对所制微乳的要求。2. 微乳液在涂料方面的应用2.1丙烯酸酪乳胶涂料 丙烯酸酪乳胶涂料具有色浅、保色、保光、耐热、耐候、耐磨蚀、耐污染等多种优点可配成优质涂料，但成本较高。而苯丙胶乳用作室内外装饰涂料时，其耐污染、耐老化及耐水性能均可满足合格品要求，价格上较为经济。普通的乳胶涂料虽然VOC低，但因粒子较大，其涂膜性能与溶剂型涂料相比还有一定的差距。而微胶乳粒子小，渗透性好，具有优良的成膜性能、膜致密度和光洁度，并可用于几何形状复杂的加工面以及木材、纸张、混凝土等吸收性好的基体材料底涂或灌注等方面，以代替原有的有机溶剂型产品。再者，对像金属材料那样加工成凹凸图纹以及极为复杂形状的表面，仍可很好地润湿、充分粘附，不仅可以用于表面涂饰，也可用于印刷油墨、粘接剂、打印油墨、金属表面透明保护清漆等方面4。微乳液可与常规乳液进行复配使用，由于微乳液可渗入大尺寸乳胶粒所不能及的空隙和毛细孔道内部，并可填充于大乳胶粒之间的空隙中，可以显著提高乳胶膜的强度、附着力、平滑性和光泽性。在涂料的调制过程中颜料（或填料）的分散是十分重要的，多数颜料是难溶于水和有机溶剂的化合物。颜料分散不良不仅会引起涂料的不稳定，而且可能出现浮色、发花、显色和光泽差等问题。改善颜料分散性的方法包括：制备颗粒细而均匀的颜料分散体，选择具有锚定作用表面活性剂作为分散剂，以降低液体与颜料之间的界面张力，改善涂料和被涂底材间的润湿作用，增加润湿4。显然，这些都要求降低界面张力，而微乳液以它固有的特性，是涂料基料的理想选择。纯丙微乳液涂料由于丙烯酸酪单体是微乳合成中最为常见的单体之一，丙烯酸类微乳液产品也就最为成熟和丰富。例如，印度最近用微乳聚合制备了丙烯酸甲酯一丙烯酸丁酪共聚物成膜材料，得到的微乳胶固体含量大于45%，表面活性剂用量少于3%，颗粒粒径15nm20nm，并且与市场上同类乳胶涂料相比，在耐磨性、色彩强度等方面均表现出更为优良的性能5。 我国江苏某公司推出的一种TR-1封闭型乳液，它是带环氧基团的新型丙烯酸微乳液，具有突出的渗透性，涂膜具有优异的耐碱性和附着力。2.2硅丙微乳液涂料由于聚硅氧烷和聚丙烯酸酪分子链相互贯穿，相互缠结，存在强迫相容和协同效应，增强了乳液的稳定性，使形成的材料同时具备两种树脂的优点，达到性能互补的作用。种子乳液聚合法是有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合中使用最多的方法，该法有利于聚合过程的稳定。通常用该法制备具有核一壳结构的复合乳液，通过控制不同阶段软硬单体的配比，制备出性能各异的有机硅丙烯酸酯乳液。有学者合成了聚硅氧烷聚丙烯酸酯乳液，该乳液无色透明、硬度高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化，具有优良的透气性。有机硅的活性基团大多是羟基、氨基、烷氧基和环氧基等，使其与丙烯酸酯树脂上的双键或羟基等官能团反应，从而将有机硅键合到丙烯酸酯树脂分子上。由此制成的树脂具有优异的耐候性能，适合于制备建筑外墙涂料。当然，有机硅类微乳液有机硅微乳液具有广泛的用途，可用作织物后整理剂，以改善织物的手感及表面性能，还可用作表面处理剂，以增加硬表面的润滑性和光泽，或作为建筑物表面的防水剂。与普通乳液相比，有机硅微乳液具有更细小的粒子，因而具有更强的渗透性，可渗透到织物内部，在每一根纤维表面形成有机硅包覆层，达到更好的处理效果，从而大大提高织物的品级和档次。在有机硅织物整理剂中，有机硅分子链的组成和结构对其整理效果有很大影响。现在，人们普遍将各种改性硅油的微乳液拼用，或与其他聚合物乳液拼用，以提高整理织物的综合性能。如将氨基硅油与环氧基硅油或羧基硅油同时使用，可增加有机硅的固化性能和整理效果，将羧基硅油与环氧基硅油复配制成微乳液使用，可令织物平滑、柔软并具有弹性6。此外，还可以制备微乳液型水性环氧固化剂。环氧乳液可分为外加乳化剂型和自乳化型，但这种乳液的粒径一般都在0.5nm3.0nm之间。由于固化剂的亲水性及较大的粒径，和环氧的流水性有很大的差别，导致固化剂不能渗透进环氧颗粒内部，固化不完全，直接影响涂膜的物理和化学性能。普通乳液型固化剂由于其颗粒比较大不能充分利用固化剂，且处于热力学不稳定状态，容易破乳，导致固化剂出现凝聚而失效。针对上述问题，采用一种或几种带氨基的非离子表面活性剂，配合助表面活性剂，将疏水性的固化剂进行微乳化，由于乳化剂带有氨基，所以也可参与固化，防止表面活性剂游离出来，且使得固化剂能像溶剂型环氧涂料一样形成均匀的涂膜。 2.3聚氨酪类微乳液涂料 聚氨酯（PU），可通过在其结构上引入离子基团如（NH4+，COO-等）或非离子亲水基团如醚基等而使其自身加水乳化成水基微乳液。PU水基微乳液主要用作涂料，不仅要保证乳液的稳定性，还要考虑用乳液制得漆膜的机械性能。KIM等研究发现通过引入离子基团制得PU水基微乳液体系，由于离子基团间存在库仑力作用，使乳液较稳定，另外，也提高了所得漆膜的机械性能。他们还将离子基团羧基和亲水基团醚基同时引入PU主链，制得水基微乳液，乳液的稳定性和所得漆膜的力学性能比单独引入离子基团或非离子亲水基团的乳液好。王炜等以一定聚合度的聚乙二醇（PEG）、四氢呋喃聚醚（PYMG）为聚醚二醇组分，与自乳化单体和TDI预聚，进而两步扩链合成具有防水透湿性的聚氨酯微乳液涂层剂，所得乳液的平均粒径为55nm7。2.4环氧树脂类微乳液近十几年来，将环氧树脂水基微乳化的研究吸引了许多科研人员，并且，用丙烯酸树脂改性的环氧树脂水基微乳液制成水基涂料，已应用于工业生产。Kojima等用丙烯酸树脂作为表面活性剂，将环氧树脂制成水基微乳液，表面活性剂法保留了环氧树脂本身优良的性能，用它所得涂料漆膜的性能比用改性法好，并且乳化工艺也得到简化8。还有人将溶解在甲醇中的醋酸铅和溶解在丙酮中的环氧树脂在搅拌下滴人硫化钠水溶液中，很简便地制得了纳米Pbs环氧树脂的复合材料，这为制备纳米有机微乳液一无机复合材料提供了一种新颖的方法。结论人们已对微乳液聚合进行了大量研究工作并取得了许多重要成果，但许多方面的研究还很不成熟、完善有待进一步深入研究。在研究中还存在很多问题。 1.微乳液具有超强的稳定性和颗粒细小均一等优异性能，具备应用于涂料的优势。但传统的微乳液聚合一般只能制的固体含量小于10%、乳化剂含量大于10%的乳液，阻碍了在涂料行业的广泛应用，这就是微乳液在涂料行业发展的阻碍。不过，目前经过很多研究者坚持不懈的努力，已从理论上提出了几种可行的途径，并得到了诸多实践性的证实，展现了微乳状液在涂料中的良好应用前景。2.乳化剂和助乳化剂用量太多，导致生产成本升高并给产品的后处理带来麻烦，而且助乳化剂多对聚合反应有链转移的作用，使产物的分子量下降。现在已有人对其在工业上的实际应用价值提出了质疑。为解决这一问题，人们正在试图寻找高效的乳化剂以及具有乳化性能的单体。参考文献1孙中丰.微乳状液及其应用，广东化工，2012,4（37）:242杜永峰，吕方.微乳状液体系应用研究进展，化学世界，2000,103李晓，张卫英，袁惠根.微乳液聚合研究进展J.合成橡胶工业，2003,23（6）： 378383 4王红.微乳状液及其在涂料中的应用，哈尔滨理工大学化学技术研究所，20055邓旭忠，黄伟杰.纳米乳液在涂料中的应用发展，化工新型材料，2007,35（1）6Hoar T PSchulman J H.Transparent water-in-oil dispersion：the oleopathich hydro-micelleJ.Nature,1943,152:1021037徐相凌,张志成,葛学武等.苯乙烯与丙烯酸酯在微乳液中的共聚合J.高分 子材料科学与工程,2000,16(3):70738何运兵，李晓燕，丁英萍，邱祖民.微乳液的研究进展及应用，化工科技， 2005,13（3）：4148