2 结果与讨论
2.1 影响纯丙乳液性能的因素
乳液是乳胶漆的主要成膜物质，是影响乳胶漆性能的首要因素。它既关系到漆膜的硬度、柔性、耐水性、耐碱性、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性，也关系到乳胶漆的成膜温度和对底材的结合强度等。
2.1.1 软硬单体的影响
本研究选用MMA 和BA 为主要单体，MAA 为功能性单体。MMA 作为硬单体，Tg（378.15 K）、硬度和强度高；BA 作为软单体，Tg（293.15 K）低、成膜性能和粘接性能好；MAA 是一种亲水性单体，既可溶于水相又可溶于油相，可以明显抑制凝胶的产生，改善聚合工艺。此外，MAA 还可提高涂料的附着力。配方中MMA 和BA 的含量对乳液聚合稳定性、凝胶率和成膜稳定性的影响如表5 所示。

注：各配方中MAA 和HPMA 的用量均为6.0 g。
乳胶漆是典型的以热塑性聚合物为基料的涂料，在一定温度下，热塑性聚合物膜的硬度或黏性由聚合物的Tg 决定，所以乳胶涂料成膜物质的Tg 是影响漆膜耐沾污性的重要因素。Tg 上升，硬度提高，成膜物耐沾污性就越好，否则当使用温度超过涂膜的Tg 时，即处于橡胶态，此时漆膜较软，容易发黏而沾灰。
由表5 可见，随着MMA/BA 的增大，聚合稳定性变差、凝胶率增加。根据乳胶漆的成膜机理，聚合物乳液在成膜过程中需要聚合物粒子相互融合。当MMA 的用量为125 g 时，乳液不能形成完整的膜，因此会出现耐水性、耐久性下降及对基材附着力下降、涂膜光泽不好、产生裂纹和色泽不均匀等问题；当BA 用量为125 g 时，虽然可以有效克服上述缺点，但又出现涂膜力学性能下降、耐擦洗性能差、耐污性降低等。因此，为了使涂膜具有良好的力学性能、耐沾污性和耐擦洗性，乳胶漆所选用的纯丙乳液的Tg 通常越高越好。综合原材料的成本、聚合稳定性、凝胶率和成膜稳定性，本研究采用的软硬单体配比为m（MMA）∶m（BA）=120∶80。
2.1.2 HPMA用量的影响
当软硬单体MMA 和BA 的用量分别为120 g 和80 g，MAA 的用量为6 g 时，改变原料中HPMA 的用量，而保持其它聚合条件相同。HPMA 的加入量对乳液黏度、凝胶率和成膜稳定性的影响如表6 所示。

由表6 可见，HPMA 的用量对乳液的黏度、凝胶率和成膜稳定性会产生显著影响。由于在聚合过程中加入HPMA 潜交联剂，制备出的是一种自交联型乳液，在室温条件下成膜过程中可进行自交联，提高聚合物乳液的成膜稳定性。由于HPMA参与共聚反应且其Tg（346.15 K）较低，因此，随着HPMA 用量的增加，乳液的黏度增大，成膜稳定性提高。但随着HPMA用量的增加，乳液的凝胶率也随之增大，而且当HPMA 的用量为8.0 g 时，在制备过程中会出现抱轴现象，凝胶量很大。此外，由于HPMA 是一种亲水性单体，随着HPMA 用量的增加，乳胶膜的耐水性变差。综上所述，HPMA 的用量为6.0 g。
2.1.3 pH 值的影响
在用KPS 作引发剂进行自由基聚合反应的过程中，由于S2O82-+H2O→2HSO4-和HSO4-→H++SO42-反应的发生，因此，随着聚合反应的进行，体系中的pH 值逐渐降低。根据KPS 在水中进行热分解的反应速率方程：

可知，KPS 的热分解速率随体系中的[H+]的增加而加快，其结果是聚合反应快速进行，反应热难以及时导出，支链、缠绕、交联的几率增大，容易发生爆聚[3]。为此，在反应体系中加入缓冲剂NaHCO3，但NaHCO3 的量必须严格控制，若加量过大，则又会抑制聚合反应。本研究中NaHCO3 的加入量为0.5%~0.6%，以使反应体系中的pH 值控制在4.0~6.0；反应结束后，降低温度，用氨水将乳液的pH 值调节至6.0~7.0，主要是采用碱增稠，提高乳液的黏度，也可防止乳液在贮存过程中因体系的酸度过高，对贮存容器造成腐蚀。研究表明，在反应前期加入适量的NaHCO3 和在反应结束时加入氨水对体系的pH 值进行适当的调节，不但可使乳液聚合反应平稳进行，同时也还可对乳液体系黏度进行调节并提高乳液的贮存稳定性。
2.2 影响纯丙乳胶漆性能的因素
2.2.1 颜填料的影响
颜料和填料是构成乳胶漆的次要成膜物质。作为乳胶漆用的颜料、填料，应有良好的耐碱性和易分散性等特点。乳胶漆中的颜填料含量也是影响漆膜耐沾污性的一个重要因素。漆膜是由有机聚合物和无机颜填料组成的复合材料体系。在相同Tg的条件下，提高颜填料的含量，可在一定程度上增加涂膜的综合硬度，而同时若孔隙率增加不太大，可以有效提高漆膜耐沾污性。但颜填料的含量也不能太高，否则漆膜会变成多孔结构，漆膜的耐沾污性则会明显下降[4]。此外，颜料和填料的类型和数量对乳胶漆的颜色、遮盖力、漆膜强度、与底材的结合力、硬度、光泽、保色性、耐久性等性能都有影响。综上所述，本研究选用钛白粉作为着色颜料，滑石粉和云母粉作为体质填料，并将颜基比（颜填料质量和乳液质量之比）控制在1.05~1.10。
2.2.2 纤维素类增稠剂的选择
羟乙基纤维素是配制乳胶漆常用的增稠剂，它是非离子型水溶性聚合物，因此在乳胶漆中能起增稠、粘结、分散及稳定作用，并能保存水分，形成薄膜和提供保护胶体效应，同时它不含甲醛和有机挥发物，是环保型增稠剂。但是由于它的化学特性，易被微生物侵蚀，虽然目前羟乙基纤维素的抗菌性已得到大大改进，但是在实际使用中还必须加入一定量的杀菌剂。本研究选用QP4400 型羟乙基纤维素作为增稠剂，并选择与之配伍性较好的HF200 作为杀菌剂。
2.2.3 其它助剂的选择
由于制备的纯丙乳液具有很好的成膜稳定性和冻融稳定性，因此，在配制乳胶漆的过程中无需加入成膜助剂和抗冻剂，这可在一定程度上降低乳胶漆中VOC 的含量。选用高效、广谱、环保型的NB203 防霉剂，以防止涂料在贮存过程中腐败变臭、涂料黏度降低和在湿度较高条件下涂膜的霉变。该防霉剂对自然环境条件下的多种霉（真）菌抑杀效果显著，高效、广谱，不产生耐药性，残效期长，不含甲醛、酚、汞或其它重金属等有毒有害物质，对环境无影响。采用NXZ 金属皂系消泡剂作为乳胶漆配制过程中的消泡剂，其对纯丙乳液具有优良的抑泡和破泡效果，可以有效消除颜、填料分散以及乳液混合搅拌过程中产生的气泡。采用Co630 作为湿润剂。采用T- 731 作为分散剂，该分散剂可使颜填料得到很好的分散，而且产品的黏度稳定性高。此外，在配制纯丙乳胶漆的过程中，还加入优创- E遮盖聚合物，主要是为增加涂膜表面平整性，提高涂料流平性，可在一定程度上减少涂膜积灰，改善涂膜耐沾污性。

3 结论
（1）采用半连续种子乳液聚合工艺，并引入HPMA 单体，可以制备出Tg 高、成膜稳定性和冻融稳定性好的纯丙乳液。在配制乳胶漆中，可以不加成膜助剂和防冻剂，有效地降低了乳胶漆中的VOC 含量。
（2）将颜基比控制在1.05~1.10，并加入适量的遮盖聚合物，可以制备出耐沾污性优良的乳胶漆。
（3）该乳胶漆同时具有附着力、遮盖力、流平性和耐擦洗性好的特点，而且制备的原材料来源广泛，制备工艺相对简单，具有良好的推广前景。