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代化工研究
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绿色化工
2016-05
环保超低VOC水性苯丙乳液制备浅议
O骆文林
（巴斯夫造纸化学品（惠州)有限公司广东516082）
摘要：在环保超低VOC水性苯丙乳液的制备中，配方设计、原料质量、引发剂造用及聚合工艺速择和控制，对乳液VOC均有重大影响，但
单纯优化聚合反应并不能获得VOC<120充/升的超低VOC苯两乳流，需要逐行汽提、闪基或化学消解等后续VOC去（配）除助操作。关键词：VOC配除；环保；苯乳液
中图分类号：X
文献标识码：A
AnalysisofEnvironmentalStyrene-acrylicEmulsionPreparationwithUltralowvoCAquosity
Luo Wenlin
(Basifu Papermaking Chemicals (Huizhou) co., LTD, Guangdong,516082)
Abstract: In rhe preparartion of environmental styrene-acrylic emulsion wirh altralow VOC aquosity, the formla design, raw material quality, selecrion of initiator and selecrion and confrol of polymerizarion process all hanve a huge impact ont emulsion VOC, however,rhe simple optimization and polymerization reaction cannor obtain rhe ultralow VOC aquosity with VOC < J20 grams/liter, and it is necessary to take sarhsequen auxiliary operation of VOC desorption,Sach as sfeam stripping,fashing or chemical digestion ec.
Key words :VOC desorptio; environmental protecrion; styrene-dcrylic emulsion
涂料广泛应用于工业生产、家庭装修、防腐等各个方面，在低碳环保的大趋势下，作为涂料的基体，水性乳液相较于油性乳液，由于不使用有机溶剂，近年来得到大量的应用，发展迅速，据山东卓创不完全统计，至2014年末，在中国市场，水性建筑涂料约占涂料总产量的38%，而在水性建筑涂料用乳液市场当中，丙烯酸乳液系列纯丙烯酸乳液、苯丙、醋丙)市场占有率高达92%。
、制备环保超低VOC水性苯丙乳液的重要性
水性乳液中的可挥发性有机物较少，但对人体健康和环境仍有一定的危害，随着水性涂料逐步取代溶剂型涂料，人们对水性涂料提出了更高的要求，除了要具备装饰效果外，更要健康环保，零VOC、低气味成为涂料工业重要的发展方向。在保证涂料性能前提下，制备出价廉环保超低VOC水性苯丙乳液极具市场前景。
VOC是VolatileOrganic Compound（挥发性有机化合物】的缩写，在不同的地区其定义也有所不同，在关国，指那些会参与生成地面臭氧，对环境造成负面影响的有机挥发物。在欧洲，则指那些会对环境以及生产者和使用者的健康产生不良影响的有机挥发物。
二、苯丙乳液的VOC种类、来源
苯丙乳液的VOC种类、来源主要有： 1.原料本身常来的杂质
单体和表面活性剂中的其他组分和杂质，例如苯乙烯中的的乙苯：
2.引发剂产生的VOC
例如氧化还原体系引发剂带入丙酮、苏丁醇，热引发剂过硫酸铵带入铵等
3.聚合反应时的残余单体、单体水解物、人
反应付产物
等；
4.其它因素带来的VOC：氮水、消泡剂及其他助剂等。
万方数据
三、苯丙乳液制备中的VOC控制方法及其效果
针对苯丙乳液的VOC种类、来源，环保超低VOC水性苯丙乳液制备一般从以下4方面着手：
1.原料
(1)尽可能采用纯净的原料
原材料的纯度直接影响到聚合反应的转化率，未反应的残留单体与原材料中的挥发性不纯物被带入最终产物中，成为产品的VOC存在。以单体丙烯酸正丁酯为例，我们发现不同来源的丙烯酸正丁酯，其杂质总的VOC含量有的高达 2000PPm以上，有的却低于600PPm，相差3倍以上，这些杂质成分主要是丙酸丁酯和丙烯酸异丁酯，有些还含有丁酬等，扬子巴斯夫、中海壳牌等知名厂家产品纯度较高
另外，虽然表面活性剂在配方中占比较少，但其内含有醇类及其他VOC，影响很大，应该加以选择与控制
(2)使用天然原料替代部分单体参与聚合反应，也可以制备低VOC乳液
据某公开发明，以苯乙烯（质量分数占14~22%，以下同）、丙烯酸丁酯（15~26%）为主单体，丙烯酸（0.85 ~1%）为功能单体，乳化剂（0.5~3.0%），余量为水，加入一种天然烯烃松香（0~4%），用过硫酸钾（0.1~0.6%）引发，可得到VOC含量低于500ppm的环保型苯丙乳液。
韩鑫等人报告，用葵花籽油、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为原料，以预乳化法和种子法相结合的方式合成了稳定的超低VOC含量(269.7ppm)的环保型苯丙乳液。
上述两种方法，虽然取得一定的成果，但均未达到< 120克/升（120PPm）的标准，缺乏工业化数据，存在缺陷，有待进一步研究。
德国巴斯夫公司著名的Basoplast品牌中，有一款成熟的产品，使用淀粉（6~9%）、丙烯酸酯类（8~10%）、苯乙烯（7~9%）、乙酸（1~2%），为原料，过氧化氢为引发剂，在85度聚合反应，熟化后的乳液经过真空冷却（相