水性涂料成膜助劑的介紹、作用以及選擇

本文介紹了水性涂料中的成膜助劑是什么，在水性涂料中起什么作用，選擇水性涂料成膜助劑有哪些標(biāo)準(zhǔn)，以及從水性涂料干燥成膜的機(jī)理說(shuō)明成膜助劑在水性涂料成膜過程的作用。

成膜助劑介紹

水性涂料的成膜助劑又叫凝聚劑、聚結(jié)劑、成膜助溶劑或共溶劑，能夠?qū)θ橐褐械木酆衔锪Ｗ赢a(chǎn)生溶解和溶脹作用，使粒子在較低溫度下也能夠隨水分的揮發(fā)產(chǎn)生塑性流動(dòng)和彈性變形而聚結(jié)成膜，但在成膜以后較短時(shí)間內(nèi)又能揮發(fā)逸出，而不影響涂膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高溫下涂膜不回粘。成膜助劑是分子量數(shù)百的溶解力極強(qiáng)的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，多為醇類、醇酯類、醇醚類化合物，實(shí)際上成膜助劑是聚合物的一種溶劑，在涂膜干燥過程中，水分揮發(fā)后余下的成膜助劑使聚合物微滴溶解并融合成連續(xù)的膜，成膜助劑除有溶解作用外，還會(huì)對(duì)聚合物起短暫的增塑作用，成膜助劑是一種可以揮發(fā)的暫時(shí)性增塑劑，能促進(jìn)乳膠粒子的塑性流動(dòng)和彈性變形，改善其聚結(jié)性，可在廣泛的施工溫度范圍內(nèi)成膜。

水性涂料成膜助劑廣泛應(yīng)用于建筑涂料（乳膠漆）、水性汽車涂料及汽車修補(bǔ)涂料、水性電泳涂料、水性船舶涂料、水性集裝箱涂料、水性防腐涂料、水性工業(yè)涂料、水性膠粘劑、水性木器涂料、水性卷材和卷鋼涂料、水性絲印油墨、水性凹印油墨、水性柔印油墨、UV水性涂料油墨等等。

成膜助劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)

理想的成膜助劑應(yīng)具有下列特性：

1.成膜助劑必須是聚合物的強(qiáng)溶劑, 對(duì)多種水性樹脂都有極佳的成膜效率，并具有很好的相容性，極好降低水性樹脂的最低成膜溫度，不會(huì)會(huì)影響漆膜的外觀及其光澤；

2.氣味低、加量少、效果優(yōu)異、環(huán)保性佳、具有一定的揮發(fā)性，有效調(diào)節(jié)干燥速率，以便于施工；

3.優(yōu)異的水解穩(wěn)定性，在水中的溶解度小，其揮發(fā)速度應(yīng)低于水和乙醇，在成膜前保留在涂料涂層中，成膜后須完全揮發(fā)，不影響涂膜性能；

4.加人乳膠體系后吸附在乳膠粒子表面，能為乳膠粒吸附而具有優(yōu)良的聚結(jié)性能，充分溶解和溶脹水性樹脂不影響乳膠粒子的穩(wěn)定性。

水性涂料的成膜機(jī)理

水性漆的成膜過程較復(fù)雜, 要經(jīng)歷一個(gè)從分散的聚合物顆粒到相互聚結(jié)成為整體的過程。其施工后, 水分揮發(fā), 球狀顆粒必須相互融合才能形成連續(xù)的涂膜。水性漆成膜分以下幾個(gè)過程

1.顆粒逐漸靠攏填充過程。

球狀顆粒在乳膠漆中以雙電層和屏蔽穩(wěn)定的作用保持著分散狀態(tài), 在水性涂料施工后, 水分逐漸揮發(fā),原先以靜電斥力和空間位阻穩(wěn)定作用而保持分散狀態(tài)的聚合物顆粒和顏料、填料顆粒逐漸靠攏，但仍可以自由運(yùn)動(dòng)。在該階段，水份的揮發(fā)與單純水的揮發(fā)相似，為恒速揮發(fā)。

2.顆粒融合過程。

隨著水分的進(jìn)一步揮發(fā)，聚合物微粒表面吸附的保護(hù)層破壞，裸露的微粒相互接觸，

其間隙愈來(lái)愈小，漆膜的體積收縮，當(dāng)水份揮發(fā)將盡時(shí), 其推動(dòng)力也將消失，至毛細(xì)管經(jīng)大小時(shí)，由于毛細(xì)管效能作用，其毛細(xì)管壓力高于聚合物微粒的抗變形力，顆粒穩(wěn)定性破壞并變形，最后凝集、融合成連續(xù)的涂膜。這一過程是水性漆能否成膜的關(guān)鍵，若乳液聚合物的玻璃化溫度(Tg)較高（為了使涂膜具有良好的機(jī)械性能，耐候性和沾污性，Tg值一般不能太低），在較低環(huán)境溫度下，就很難變形，從而會(huì)使融合過程受阻，導(dǎo)致不能成膜，這時(shí)需要用成膜助劑協(xié)助成膜。成膜助劑可以使乳膠粒子溶脹變軟，因此，很容易使他們?nèi)诤显谝黄鹦纬蛇B續(xù)的膜。

3.聚合物鏈段相互擴(kuò)散滲透交聯(lián)成膜過程。

隨著時(shí)間的推移, 殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴(kuò)散, 并使聚合物分子長(zhǎng)鏈段相互滲透、擴(kuò)散，纏繞形成具有良好性能的均勻涂膜，隨著成膜助劑從漆膜中逐漸揮發(fā)，最后形成理想的性能優(yōu)異的涂膜。

百度文庫(kù)-《水性涂料成膜助劑分類特點(diǎn)及使用方法》