一、水性涂料的分類

水性涂料按分散形態(tài)區(qū)分，包括水溶性涂料、水稀釋性涂料和水分散性涂料（乳膠涂料）3 種。它們的分散機理不同，產(chǎn)品的性能也有較大的差異，但不管何種類型，它們均以水作為溶劑或分散介質(zhì)。近年來，水性涂料的成膜物質(zhì)有向混合改性方向發(fā)展的趨勢。水性涂料按使用領(lǐng)域可分為水性建筑涂料、水性木器涂料、水性防腐涂料、水性汽車涂料等，其中水性建筑涂料市場占71.7%左右。

    二、成膜助劑的作用及水性涂料的成膜機理

     水性涂料的成膜物一般都具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度Tg，但受施工條件的限制又要求涂料有較低的成膜溫度，成膜助劑的加入降低了聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度Tg，使聚合物能在常溫成膜，并在成膜之后緩慢擴散至表面并揮發(fā)。所以成膜助劑是水性涂料中VOCs的重要來源。目前市場上常見的成膜助劑有丙二醇丁醚（DPnB）、乙二醇丁醚（EB）、二乙二醇丁醚（DB）、二丙二醇甲醚（DPM）等。

   如圖所示，乳液型水性涂料的成膜過程分為四個階段：

1、濃縮階段。該階段乳液被涂布到基材開始形成濕膜，主要以布朗運動為主，可完成消泡、流平（流平劑）、填料定向排列；

2、排列階段。隨著水分揮發(fā)，粒子相互靠近達到密集填充狀態(tài)，此時乳膠粒子相互接觸，但乳膠粒子空隙中還有一定水分存在，體系黏度變大，漆膜流動性較差，此時表面仍存在的氣泡和刷痕難以消除；

3、擴散交聯(lián)階段。乳膠粒子間的水分揮發(fā)，粒子邊界逐漸模糊，聚合物分子鏈逐漸相互擴散形成均一的膜；

4、*終揮發(fā)階段。內(nèi)部的微量水分與助劑緩慢揮發(fā)。

   成膜助劑在成膜過程的第Ⅱ、Ⅲ階段發(fā)揮助成膜作用，降低了聚合物的玻璃化溫度Tg，軟化乳液粒子使其成為均一的漆膜。成膜初期，成膜助劑的用量及性能是成膜的主要影響因素。在干燥階段成膜助劑的揮發(fā)性在漆膜干燥后期非常關(guān)鍵，若揮發(fā)太快，潤濕性能差，漆膜會泛白；揮發(fā)的過慢，抗粘連和打磨性能下降。成膜助劑在IV 階段的*終揮發(fā)造成VOC 的排放。因此尋求高沸點成膜助劑，減少成膜助劑的用量，增強成膜助劑的性能，可減少VOC 排放，滿足現(xiàn)行環(huán)保要求和工業(yè)需要。

    三、成膜助劑對涂料性能的影響

  1、成膜助劑對乳液*低成膜溫度（MFFT）的影響。從理論上分析，乳膠漆的成膜溫度是指乳膠形成不開裂、連續(xù)涂膜的溫度。成膜助劑的作用類似于增塑劑，加入成膜助劑后能降低乳液的MFFT，降低的幅度隨成膜助劑用量的增大而增大。但是，成膜助劑的用量達到一定程度后MFFT幾乎不再降低。MFFT下降的幅度還與成膜助劑的種類和乳液類型有關(guān)，對一種乳液有**降低MFFT作用的成膜助劑可能對另一種乳液作用很小，甚至完全不起作用。總結(jié)來看如下。

  （1）MFFT降低的幅度隨成膜助劑用量的增加而增大，但是MFFT降至一定程度后，多加成膜助劑的效能不再提高。所以配方中應(yīng)選取合適效果的成膜助劑并使用小添加量；

  （2）由于水性體系的特殊性，往往成膜溫度只能降到0℃左右，此后加大成膜助劑用量成膜溫度也不再有明顯的下降；

  （3）對同一種基料，不同的成膜助劑降低MFFT的效果差別很大，有的十分明顯，有的幾乎不能降低成膜溫度；不同類型的基料，同一種成膜助劑效果也完全不一樣，在一種乳液體系中添加少量就有**效果的成膜助劑在另一種乳液體系中可能作用不明顯，甚至完全無效。

  （4）成膜助劑對降低MFFT的效率與其種類有極大的關(guān)系，獲取相同用量下具有成膜溫度和涂膜效果的成膜助劑是配方篩選的重要工作。除降低成膜溫度和提高漆膜致密度外，成膜助劑還能改善施工性能，增加漆的流平性，延長開放時間，提高漆的貯存穩(wěn)定性，特別是低溫防凍性。

  2、成膜助劑對涂膜抗?jié)衲バ缘挠绊?。一定量的成膜助劑可提高乳膠粒子凝聚程度、乳膠涂膜的機械性能以及致密度，從而提高涂膜的耐洗刷性能。

  3、試驗證明，成膜助劑有助于水性涂料的低溫展色性。

  4、成膜助劑揮發(fā)性的快慢影響成膜的硬度和韌性。

  5、成膜助劑對濕膜的開放時間有重要影響，濕膜開放時間的長短會直接影響涂膜干燥后的表觀形態(tài)。

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