目前市场上的内墙乳胶涂料易被沾污，而且沾污以后难以擦净。这类涂料大多以醋丙乳液、苯丙乳液或纯丙乳液为成膜物，其涂膜易遭污物进入，清洗时污迹扩散，而且擦过与未擦过的涂面在视觉上存在明显的不同。降低涂膜颜料体积浓度虽可一定程度地减轻这种现象，但不能解决问题。为使涂膜不易被沾污或沾污后易擦净，必须提高涂膜疏水疏油性和致密性。本研究制备的内墙耐污涂料具有抵抗油污、茶渍等生活污迹，人体接触时粘附的油脂和汗液，以及用油性或水性彩色笔、墨水等乱涂乱画形成的污迹的能力。含长侧链的全氟丙烯酸酯均聚物表面能极低，能达到10 ～ 11 mN/m，有效提高了涂膜疏水疏油性能，但含氟单体的价格昂贵，全氟丙烯酸酯均聚物成本太高，很难广泛应用。利用全氟丙烯酸酯的反应焓，Q － e 值与丙烯酸酯相近的特点，将它与乙烯类单体、丙烯酸酯类单体共聚，既降低了成本，其制备的内墙涂料又有良好的耐沾污效果。

 

1. 2 乳液合成

1. 2. 1 不含氟核层乳液的制备

在装有搅拌器、冷凝管和温度计的四口烧瓶中依次加入乳化剂、去离子水、pH 缓冲剂、1 /6 核单体预乳液，于恒温水浴锅中加热到75 ℃，加入1 /3 引发剂水溶液使之聚合，待乳液泛蓝光后，升温到80 ℃，滴加剩余核单体预乳液和1 /3 引发剂水溶液，在2. 5 ～ 3 h 内滴加完毕，并继续保温约30 min。
1. 2. 2 含氟壳层的聚合

向上述核层乳液中缓慢滴加壳单体预乳液和剩余1 /3 引发剂水溶液，在2 ～ 2. 5 h 内滴加完毕，升温到85 ℃，熟化1 h。反应结束，降温到45 ℃ 以下，用氨水调节pH = 7 ～ 8，过滤出料。

1. 3 样品的制备和测试

1. 3. 1 样品的制备

乳液干膜的制备: 将乳液直接涂敷在玻璃板上，在室温干燥成膜。
涂膜的制备: 通过添加填料、助剂和水将自合成乳液配置成涂料，用200 μm 的湿膜制备器将涂料在高密度板上刮膜，室温下放置养护7 d。

1. 3. 2 凝胶率测试

聚合所得乳液用400 目尼龙滤布过滤，用去离子水清洗滤出物，在105 ℃下烘烤至恒质量mc，所有单体的总质量是mm，则凝胶率的计算公式如式( 1) 所示。

凝胶率= mc /mm × 100% 式( 1)

1. 3. 3 表面接触角

采用德国Data physics 公司的OCA20 接触角/表面张力测量仪测定表面接触角。

1. 3. 4 交联度测试

以丙酮为溶剂，沸腾回流10 h 以萃取样品中未交联部分，剩余部分烘干称质量为ms，样品总质量为mm。交联度的计算公式如式( 2) 所示。

交联度= ms /mm × 100% 式( 2)

1. 3. 5 耐污性能测试

在涂膜上涂上污染物，放置1 h 后，用棉布蘸浓度为5%的洗衣粉水溶液对污迹来回擦洗100 次，用水冲洗干净后晾干，目视对比其耐污性。
 

2 结果与讨论

2. 1 含氟单体含量的影响

甲基丙烯酸十二氟庚酯( G04) 是全氟丙烯酸酯单体，其聚合物因含有全氟基团( —CF3) ，所以比其他含氟聚合物具有较低的表面自由能。而在碳骨架外层紧密排列的氟原子，又能有效地保护碳原子和碳链，防止暴露，因此全氟丙烯酸酯类聚合物具有优异的憎水、憎油、耐污性及化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能。

全氟丙烯酸酯单体价格昂贵，为降低成本又不影响乳液性能，本研究采用半连续滴加的核壳乳液聚合技术，只在壳层掺加含氟单体，使大多数的全氟侧链堆积在高聚物的表面，提高乳液干膜及涂膜对水、油的接触角，使污迹不容易粘附，从而提高涂料耐污性能。本研究采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸十二烷基酯等单体制备了玻璃化温度为25 ℃( 下同) 、G04 含量分别为8%、12%和15%的含氟丙烯酸酯乳液，并用自行合成的乳液制备颜料体积浓度( PVC) 为42%的内墙涂料，由于涂料中添加了各种填料和助剂，为了避免其对乳液性能研究的影响，本研究分别测定乳液干膜及涂膜对水、油的接触角，其结果如表1 所示。图1 为耐污检测结果，其中涂膜左列污迹由上至下分别为铅笔红、咖啡和油性笔红，右列污迹由上至下分别为真彩牌水彩红、绿、紫。

由表1 可见，含氟丙烯酸酯乳液对水、油的接触角明显大于普通苯丙乳液，而且随着G04 含量的增大，接触角呈增大趋势。另外，乳液干膜和涂膜的水油接触角变化趋势基本一致，说明乳液能很好地包覆在颜料表面，使涂膜表面性能主要取决于乳液的性能。由图1 可见，随着G04 含量的增大，相应涂膜在擦洗后残留的污迹变浅，耐污性能提高。其中铅笔红与咖啡污迹基本擦洗干净; 油性笔红、真彩牌水彩红、绿、紫残留较深，但均随G04 含量的增大而变浅。这是因为在高表面能的亲水表面，污染物容易展开以降低总能量，G04 含量较低时，涂膜表面能较高，容易被污迹污染; 而G04 含量较高时，其低表面能使涂膜斥水斥油，不利于污染物附着，而有利于清洗。由于G04 含量为12% 和15% 时，耐污性能差别不大，考虑到成本问题，G04 含量优选为12%。

2. 2 不同交联单体的影响

内墙涂料耐污性差的主要原因是涂膜有亲水性，涂料的颜基比过高导致涂膜结构不密实，一旦表面沾有污物，污物就会在毛细管力的作用下，以空气中的水蒸气为介质，进入到涂膜内。因此，涂膜致密度越高，耐污性能越好。添加交联单体使乳液在成膜过程中交联固化，能有效地提高涂膜的致密度和硬度，从而提高涂料的耐污性能。交联单体的选择至关重要，不仅影响涂料的致密度，还会影响乳液聚合的稳定性及凝胶率。本研究在合成含氟乳液时分别加入WAMⅡ、V － 70M 和DAAM － ADH 交联单体，添加量均占单体总量的2%，并采用自合成的乳液制备PVC 为42% 的内墙涂料，然后涂板，再测定涂膜耐污性能，其测试结果见表2 和图2。图2 中，不加交联单体的涂膜的左列污迹由上至下分别为喜羊羊牌水彩红、蓝、铅笔红和咖啡，右列污迹由上至下分别为真彩牌水彩黄、红、绿、蓝; 其他3 张涂膜的左列污迹由上至下分别为真彩牌水彩黄、红、绿、蓝，右列污迹由上至下分别为喜羊羊牌水彩红、蓝、咖啡和铅笔红。