聚合物乳液固含量一般为 30% ～ 50%，固含量大于 60%的乳液则称为高固含量乳液。高固含量乳液具有生产效率高、成膜时间短、贮存运输成本低等优点，在粘合剂、涂料、纺织品制造、纸张涂层、地板抛光漆等方面有着重要的应用价值。

在多数情况下，工业乳液固含量低于 55%，超过这个限值，乳液黏度会急剧增加，不耐剪切。在使用过程中，一般要求黏度越低越好，所以高固含量乳液制备的重点在于提高乳液固含量的同时降低体系黏度。有学者提出，粒径分布可能是唯一决定固含量和黏度关系的重要因素。改善乳胶粒的堆砌方式是提高乳液固含量的有效途径之一。单分散球形刚性粒子在一立方体容器内堆砌所能获得的最大体积分数为 0. 74，如果能在大乳胶粒间隙中填充一定数量的小乳胶粒，便可进一步提高聚合物的体积分数即固含量。因此如何合理设计乳胶粒子的大小和分布显得尤为重要。

国外无皂乳液聚合技术可以追溯到 20 世纪 30 年代，我国则起步于 20 世纪 90 年代。作为一门新兴技术其在某些方面与传统乳液聚合技术相比有显著的优势。由于无皂乳液聚合过程中不含或者仅含有微量的乳化剂，故主要通过亲水性单体共聚、引发剂碎片电荷及聚合型乳化剂等来保持无皂乳液的稳定性。这不仅使其在某些应用场合避免了去除乳化剂的后处理步骤以及使用过程中乳化剂的吸水和渗出，而且得到的乳胶粒表面洁净、大小均匀，大大消除了乳化剂对环境的污染。另外无皂乳液聚合技术得到的产品往往具有较好的耐水性、成膜性以及物理性能，如力学、电学、热学、光学等。在光学、医学、生物学、电子、化工、建筑等领域具有广阔的应用前景，是乳液聚合技术发展的一个重要方向。

目前高固含量低黏度乳液的制备方法主要有 5 种: 循环滴加法、表面活性单体法、传统乳液聚合法、种子半连续乳液聚合法和细乳液聚合法。

刘奕等运用特殊的表面活性剂以及在聚合过程中补加乳化剂的方法，制备了固含量大于 70%、黏度 300 ～ 500 mPa·s 的多元粒径分布的丙烯酸乳液压敏胶。重点是乳化剂的选择和添加乳化剂的时机和用量。

储富祥的研究更为深入，对后加乳化剂的用量、加入时机、加入时单体转化率、加入前后 2 个阶段单体质量比都进行了研究。证明改变后加乳化剂的用量以及加入时机可以调节乳液粒径及其分布，加大后加乳化剂用量或提早加入有利于二次成核和小乳胶粒数量的增加，二次成核发生的胶粒临界表面活性剂的覆盖率大约为 70%。

孙彦琳等在同一反应釜内引发二次或多次成核，制备出固含量 60% ～ 75%，黏度 100 ～ 300 mPa·s的丙烯酸酯聚合物乳液。其方法是先进行大粒径乳 液的合成，即第一次成核得到大粒径聚合物乳液，然 后在同一体系中添加乳化剂、引发剂、缓冲剂、单体， 有控制地引发二次成核，或者依次类推，有控制地引 发三次或多次成核，得到三元或多元粒径分布的高固 含量聚合物乳液。对搅拌速度、各种组分添加量、滴 加速度都要严格控制。

MAＲINANGELO G 等采用反应中后期一次性 加乳化剂的方式来制备高浓乳液，仔细研究了乳化剂 的用量和加入时间对粒径分布、粒子数目、胶粒中单 体浓度、胶粒中平均自由基数、聚合物浓度的影响。与传统乳液聚合相比，这种方法行之有效，和理论模 型相符。

2. 研究的基本内容与方案

进行年产3000t高固低粘无皂乳液设备工艺设计 包括以下具体内容：