1.前言
以聚乙烯醇作为主要成膜物制得的建筑涂料具有水溶性好，成膜性能优良，价格低等优点，得到了广泛使用。但聚乙烯醇分子中含有大量的羟基，亲水性大，单纯以聚乙烯醇作为成膜物的建筑涂料，因耐水性差而受影响，限制了它的使用范围。如何提高聚乙烯醇类涂料的耐水性是建筑涂料行业迫切需要解决的问题。目前普遍采用化学改性的方法，使其耐水性得到改善，常用的有甲醛改性聚乙烯醇，但因游离甲醛的刺激气味及毒性使其应用范围受到限制。用聚醋酸乙烯、丙烯酸乳液、硅溶胶等改性， 都存在一定问题，改性工艺复杂，可操作性差，引入原材料品种多，成本高。本文采用硼酸改性聚乙烯醇，解决了聚乙烯醇耐水性差的问题。
2聚乙烯醇的改性
2．1改性机理
聚乙烯醇(PVA)是一种强亲水性羟基聚合物，要想改善其耐水性，必须把PVA分子中的羟基掩蔽起来，或者使羟基与其它分子结合生成难溶于水的物质。本文加入硼酸，其作用是使PVA分子中的一OH基团与硼酸分子进行化学反应，硼酸的B—O键断裂，与聚乙烯醇形成一C— B— O一键，从而使聚乙烯醇分子得以交联，提高了耐水性，其反应式如下：
2．2实验部分
2．2．1实验原料
聚乙烯醇(1799型)，贵州水晶化工股份有限公司；硼酸，分析纯；氨水，分析纯；硫酸溶液(98％)，分析纯。
2．2．2实验仪器
超级恒温水浴槽，微型电动搅拌器，温度计，1000 mL四口烧瓶。
2．2．3工艺操作【 1
(1)PVA的溶解：将一定量的聚乙烯醇加入到100 mL水中，在搅拌下加热至90~C，保温l h左右，待其完全溶解，停止加热， 得聚乙烯醇水溶液。
(2)PVA基料的改性：在一定温度下，调节pH值，向上述胶液中采用滴加方式加入一定量的硼酸，保持密闭体系，在振荡水浴中反应2～3 h，得到适当黏度的改性聚乙烯醇基料。
2．2．4 PVA基料耐水性的测试『 1
将基料样品均匀涂在已称重的表面皿( 80mm)上自然风干48 h后，进行耐水性测试。采用溶剂萃取法13 测试耐水性，将上述制好的样品膜片浸在室温水槽内24 h后，取出自然风干48 h，用分析天平分别称量浸水前后表面皿加样品的质量，依下式计算固化程度：
固化程度／％ =【( 3一m1)／(m!一m1)】×100
ml：表面皿质量，g；m ：浸水表面皿加样品
的质量，g；m ：浸水风干后表面皿加样品的质量，g。
3结果与讨论
3．1实验结果(见表1)
3．2 PVA用量与pH值对聚乙烯醇性能的影响
在相同条件下研究了改变PVA用量及pH值对改性反应和产品的影响。
由表2可看出，反应中PVA用量小于10％和pH值小于7时，交联反应均易正常进行，产品外观及强度等很好；但当pH值大于7时，即使PVA用量小于10％，还是很容易产生凝胶现象，反应难以继续下去；当PVA用量大于10％时，无论pH值大于7还是小于7均很容易产生凝胶现象，反应很难继续进行。除其他因素，一般情况下PVA含量高，交联反应过程中很容易发生大分子间的共聚，黏度剧增，直至产生凝胶，粘接强度显著降低。而PVA含量低，交联反应在大分子链中进行的可能性要大些，在大分子链间共聚的可能性要少些，所以反应过程中很少产生凝胶现象，产物的性能比较好。因此，要求反应条件是：PVA<10％，pH值<7。这样反应才能顺利进行，产物性能才能达到要求。
3．3反应温度对聚乙烯醇性能的影响
向20 mL10％ 的聚乙烯醇水溶液中加入0．12 g硼酸，变化反应温度，反应2 h，得到均匀的液体，测试其性能(见表3)
硼酸加入到聚乙烯醇溶液中， 常温下反应较慢，温度升高，反应加快。反应结果是聚乙烯醇分子进一步交联，提高了胶粘性和耐水性。实验证明，温度为60～70~C好。低于60~C，聚乙烯醇交联度不够；高于70~C，副反应增多，硼酸分解加速，导致产品性能变差。
3．4硼酸的用量对聚乙烯醇性能的影响
保持反应温度60～70~C不变，向聚乙烯醇水溶液中加入不同量的硼酸，做上述实验，结果如表4所示
实验表明，硼酸量为总量的0．6％～1．0％时，改性聚乙烯醇基料的粘结性和耐水性好。硼酸量少了，交联度不够，达不到预期的效果硼酸量多，过量的硼酸本身极易溶于水，又极易发生分解等副反应，反而使改性基料性能大大下降。
4聚乙烯醇涂料
4．1涂料的调制
4．1．1投料配比【 1(见表5)
4。1。2工艺流程
按配方要求的量将水和消泡剂加入到混合罐中，开动搅拌机，搅拌几分钟后，再加入防霉剂和防腐剂，接着依次加入各种颜填料和分散剂，然后高速搅拌1 h 晟后加人改性PVA和成膜助剂以及表面活性剂，凋低转速，继续搅拌30 rain后，加人适量增稠剂调节到一定的黏度，就得到了涂料成品
4．2产品性能指标 (见表6)
5结论
(1】PVA与硼酸交联的晟适宜条件为：反应温度60～70~C，硼酸用量为总量的0．6％～1．0％
(2)诚实验改性工艺简单，操作方便，成本低廉，工艺条件温和，易于控制，有较高的推广价值
