要求制备防结露涂料用的丙烯酸酯乳液的平均粒径在一特定的范围。乳液粒径太小, 乳液粒子就会进入多孔物质的孔隙内, 使其比表面积减小, 导致吸水量降低, 防结露性能明显变差; 乳液粒径太大, 则由于乳液粒子数减少, 使其很难与多孔物质均匀分布,涂膜干燥后会出现龟裂, 耐水性差。单位体积乳液中的乳液粒子数NP 和乳液粒径与乳化剂的浓度有直接关系[ 2] , 其变化规律大致可用下式表示:

其中p为自由基生成速率; u 为乳液粒子体积增长速率; as 为一个乳化剂分子在乳液粒子表面上的覆盖面积; X 为常数。从上式可看出, 当乳化剂浓度大时, 所生成的乳液粒子数多, 在单体用量一定的情况下, 乳液平均粒径就减小。因此在一定范围内, 可通过调节乳化剂浓度来调节乳液粒径。
由表1 可见: 随着乳化剂用量的减少, 乳液粒径相应变大。但是, 随着乳化剂用量的降低及乳液粒径的增大, 会引起乳液的稳定性降低, 凝聚率增大, 钙离子稳定性变差。这是由于随着乳化剂用量的降低, 吸附于乳液粒子表面的乳化剂分子就会减少。阴离子型乳化剂分子的减少, 导致乳液粒子表面负电荷密度降低, 粒子表面的双电层厚度减薄, N电位下降, 乳液粒子之间存在的静电斥力随之减弱。钙离子的存在对乳液粒子表面所带的负电荷起中和的作用, 进一步导致乳液的稳定性降低。非离子型乳化剂分子的减少, 导致乳液粒子表面上形成的水化层变薄。因此,当乳化剂用量降低到一定程度时, 如表1 中所示的低于2.4%, 就有凝聚物生成。随着乳化剂用量的进一步降低, 凝聚物量大幅度增加。乳化剂的用量低于1.48% 时, 乳液的钙离子稳定性也随之降低。但乳化剂用量在允许的范围, 乳液的稀释稳定性尚可。
由表1 还可见: 随着乳化剂用量的增大, 乳液涂膜的吸水率随之增大, 这是由于在乳液干燥成膜时,乳化剂仍保留在涂膜中, 而乳化剂本身含有亲水基团, 乳化剂用量越大, 聚合物涂膜中亲水基含量越大,
涂膜的吸水率自然越高。
312 树脂与多孔物质用量比的影响
丙烯酸酯树脂( 乳液中的固体分) 与多孔物质的用量比对涂料性能的影响见表2。
表2 树脂与多孔物质用量比的影响

注: 乳液粒径为132. 8 nm, 涂膜厚度1 mm。
在树脂用量固定的情况下, 随着多孔物质用量的增加, 涂层的吸水量随之增加, 涂层的防结露性能提高。这是由于树脂的相对用量越低, 多孔物质被树脂包覆的面积也就越小, 多孔物质的孔隙被阻塞的可能也就越小, 这导致涂层的吸水率提高, 防结露性能明显增强。但是, 当多孔物质用量增加到一定的比例时, 由于多孔物质表面包覆的树脂太少, 使乳液粒子很难与粉末状多孔物质颗粒均匀分布, 因此多孔物质颗粒之间的粘结力减弱, 导致涂层在水中起泡, 多孔物质颗粒在水中溶出。由表2 可见, 树脂与多孔物质的用量比低于100/ 300 时, 涂层的耐水性能明显变差。
313 乳液粒径对涂层防结露性能的影响
乳液粒径对涂层防结露性能的影响见表3。

注: 树脂/ 多孔物质= 100/ 280。
由表3 可见, 在保持树脂/ 多孔物质用量比一定的情况下, 随着乳液粒径的减小, 涂层的单位面积吸水量减少。这是由于乳液平均粒径减少, 就有部分小粒径的乳液粒子进入多孔物质的孔隙, 使多孔物质的孔隙率降低, 比表面积减小, 因此吸水量降低, 防结露性能变差。

4 结 语
( 1) 乳化剂用量是影响丙烯酸酯共聚物乳液稳定性、乳液粒径及乳液其他性能的关键因素之一, 综合考虑各种因素, 乳化剂用量好为1.96%~ 2.44%。
( 2) 乳液粒径在一定范围内增大, 有利于防结露性能的提高。
( 3) 树脂/ 多孔物质用量比减少, 有利于防结露性能的提高, 但减得太多会影响涂层的耐水性。通常树脂/ 多孔物质用量比应大于100/ 300。