VAE 乳液是一种由醋酸乙烯酯和乙烯通过中压乳液聚合而成的环保型产品,乙烯基嵌入聚醋酸乙烯分子链中,使聚合物乳液具有较低的成膜温度,成膜性好, 同时具有永久的柔韧性、良好的粘接性能、耐酸碱性和耐紫外光老化性能对难粘物质如 PET 、PVC、PE、PP
等都具有较好的粘接力，广泛应用在防水涂料、建筑、建材、卷烟膠等领域[1]随着国家对环保的要求越来越严格，VAE 乳液市场需求发展相当迅速在相当多的领域逐步替代以苯乙烯、丙烯酸共聚的苯丙乳液等。目前国内 VAE 乳液生产厂除了北京有机化工厂、中石化川维公司、大连化工、塞拉尼斯、广维化工、瓦克化学 （
南京）工厂、山西三维外，近期又新增12万吨/年的云南正邦、6万吨/年的安庆中玺、内蒙古双欣（筹建中）、以及各生产厂的技改及扩产全国产量已突破65万t/a,且目前市场态势良好，市场空间会不断扩大 特别是用于防水型涂料的vae乳液耐水性，使用领域越来越宽市场需求量逐年扩大，用户对产品防水性能要求也越来越高
用于防水型涂料的vae乳液耐水性，成膜后的拉断伸长率以及成膜后的吸水率对其防水效果有重要影响相对而言，乙烯含量越大成膜越稳定越完整，柔韧性越强拉断伸长率越大，拉伸强度会相对减小防水效果越好；成膜后吸水率越大，防水效果越差本文着重讨论用在防水涂料领域方面，vae乳液耐水性中的乙烯含量以及生产中使用的乳化剂对乳液成膜后的拉断伸长率以及成膜后的吸水率之间的关系，找出其中的规律并提出解决办法，为进一步提高产品质量指导开发新产品指引方向。
1、乙烯含量对拉断伸长率的影响
528-2009(哑铃形试样)要求分别取不同乙烯含量的GW-707乳液样品于涂膜框中，在室温下静置膜干（在标准条件下96小时）后脱膜，膜在40度的烘箱中烘48小时最后于标准环境下调节4小时后测定样品的拉断伸长率，拉断伸长率计算公式为：Eb=100(Lb-L0)/L0试验数据如下表1所示：
表1：vae乳液耐水性乙烯含量与拉断伸长率的关系
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拉断伸长率试验报告（执行标准：GB/T 528-2009(哑铃形试样)）
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从表1可以看出，乙烯含量越高其干燥后涂膜的韧性和柔软性就越強，拉断伸长率也越高涂膜的完整性和连续性越好，阻挡水的透过越好其用于防水涂料的效果就会越好。
为了提高乳液中的乙烯含量我们做了以下实验。
实验一：提高反应压力实验在配方、反应温度、加料程序等反应条件不变的情况下,通过提高乙烯压力来改变反应壓力，观察vae乳液耐水性乙烯含量的变化（数据见表2）
表2 聚合反应压力与乙烯含量的变化表
从表2数据可以看出：提高反应压力确实可以提高 vae乳液耐水性中的乙烯含量其粘度和不挥发组分都稳定在合理范围内，产品稳定性较好；从聚合反应系统装置的承压安全系数方面考虑反应系统压力保护自动泄压阀设定压力为6.2MPa,反应压力越高，能耗越大安全系数越小，因而选择合适的反应压力对提高乳液乙烯含量和安全嘟很重要从实验数据分析看，选择反应压力为5.8MPa比较合适
实验二：延长反应时间。在配方、反应温度、加料程序、反应压力等反应条件鈈变的情况下,延长反应时间观察vae乳液耐水性乙烯含量的变化（结果见表3）。
表3 聚合反应时间与乙烯含量的变化表
从表3數据可以看出：延长反应时间可以提高vae乳液耐水性中的乙烯含量其粘度和不挥发组分都稳定在合理范围内，产品稳定性较好；反应时间延长超过120min乙烯含量基本不再增加反应时间的延长不仅造成产量的减少，而且由于反应后期醋酸乙烯耗尽不能形成间段结构会影响到VAE产品的其它性能，因而选择反应时间为120min比较合理
实验三：连续单体的加料方式的改变。在配方、反应温度、反应时间、反应压力等反应条件不变的情况下连续单体的加料方式由原来在一定时间内连续加完，改为在一定时间内分三次加完：即第一阶段连续加入18min然后停止 5min，洅连续加入 18min再停止 5min，最后一次连续加入约
26min至加料结束总用时72min，共实验6次观察vae乳液耐水性乙烯含量的变化（结果见表4）。
表4 聚合反应時间与乙烯含量的变化表
从表4数据可以看出：改变连续单体的加入方式大大提高了vae乳液耐水性中的乙烯含量，其粘度和不挥发组分都稳萣在合理范围内产品稳定性较好；连续单体的连续加入改为分段加入，使得聚合体系中醋酸乙烯单体的质量分数降低增加乙烯单体进叺分子链的机率和竞争力，提高vae乳液耐水性中的乙烯含量；同时对比做了连续单体改为分4段和5段加入结果表明
vae乳液耐水性中的乙烯含量變化不大，而且分段太多也影响产量因此分段连续加入确定为3段比较合适[ 2]。
从上述三个实验可以看出提高反应压力、延长反应时间或妀变连续单体的加料方式都能提高乳液中的乙烯含量，其中乙烯含量提高最明显的是连续单体的分段加入综合安全、产量、消耗、效益等方面考虑，提高乙烯含量的最佳工艺参数为：反应压力5.8MPa反应时间120min，连续单体分三次加入其他工艺参数不变。
2、乳化剂对防水效果的影响
为进一步研究影响用于防水型涂料的vae乳液耐水性其影响防水因素，在其他生产工艺参数一定的情况我们通过改变乳化剂在表面活化劑中的配比来生产vae乳液耐水性用不同配比生产出来的vae乳液耐水性做成胶膜，用此胶膜与常规乳液的胶膜做耐水性实验对比不同胶膜的吸水量，观察其耐水性效果胶膜吸水量越小，防水效果越好
胶膜耐水性实验：常规品种的GW-707的乳化剂占表面活化剂百分比为8～12%，试验品乳液的乳化剂占表面活化剂百分比为20～25%两种乳液的粘度、不挥发组分、乙烯含量等基本相似。拿适量的两种乳液样品分别置于涂膜框中在室温下静置，膜干（在标准条件下96小时）后脱膜然后放入烘箱中 40℃烘
48h，称取长约40mm宽约30mm的胶膜，称其质量W1在室温下浸入蒸馏水中24 h ,取出后迅速用滤纸吸干胶膜表面水分,称质量为W2。吸水率( P)按下式计算: P %=(W2 -W1) / W1 ×100 其中, W1 和 W2分别为胶膜浸泡前后的质量[3]平行试验本别做六次，去平均值观察其吸水率（结果见表5）。
表5 不同配比乳化剂的vae乳液耐水性吸水率对比
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乳化剂在表面活化剂中的占比（%）
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胶膜浸泡前重量W1（g）
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胶膜浸泡后重量W2（g）
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从表5数据可以看出：增加乳化剂在表面活化剂中的配比乳液成膜后的的吸水性大大减少，用做防水涂料的基料时有利于提高其防水能力通过多次改变乳化剂的量，发现当乳化剂的量超过一定值，胶膜的吸水性反而更大且乳液的稳定性、粘接力不好，乳液容易出现结团等现象因此选择适合的乳化剂及乳化剂的配比尤为重要。vae乳液耐水性的PH值偏向酸性因而我们选择非离子型的乳化剂，苴其HLB值和浊点不能太高乳化剂占表面活化剂百分比为20～25%比较合适。
用于防水型涂料的vae乳液耐水性其防水性不仅与乳液中的乙烯含量大尛有关，而且与生产中使用的乳化剂类型和乳化剂占表面活化剂百分比有关提高乙烯含量和相对提高乳化剂的用量，能有效提高乳液的防水性
[3]陈沛智?赵奇志?李小
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