成膜助剂种类

成膜助剂种类性能及应用

第三章成膜助剂性能比较及使用

在设计涂料配方时，很重要的一点是考虑到成膜助剂的活性及其在乳液中的分层现象。溶解度参数影响成膜助剂的活性，因为水性乳液是两相体系，主要是水相和聚合物相，成膜助剂在这两相的浓度主要取决于聚合物和溶剂的亲水和亲油的平衡。成膜助剂在两相的分配方式是成膜助剂活性的主要因素，亲油性的成膜助剂主要分数在亲油性的聚合物中，只有少量存在于水中；亲水性的成膜助剂主要分数在水相中，只有少量存在于聚合物中。成膜助剂紧密地参与到成膜过程中，因此其对漆膜的光泽、耐擦洗性、腐蚀性、耐水性、及干燥时间都有影响。

3.1成膜助剂与乳液的相容性

成膜助剂与乳液的相容试验结果表明：苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）在苯丙乳液中相容性好，PPH在纯丙乳液外的其他乳液中相容性好，但这几种成膜助剂都要缓慢滴加，否则容易造成絮凝。对于纯丙乳液，加入上述三种成膜助剂都会产生絮凝，易造成破乳。十二碳醇酯在任何一种乳液中的相容性都很好，且添加方式简单，不易造成破乳，对乳液具有普遍性。

3.2对乳液最低成膜温度的影响

乳胶的最低成膜温度是指乳胶形成不开裂、连续涂膜的最低温度。要达到最低成膜温度0℃时成膜助剂的用量越少越好。对于苯丙乳液，加入苯甲醇的量要比其它成膜助剂少，这可能是因为相似相容原理，苯甲醇能最大程度上软化苯丙乳液粒子，使之以较少的用量就使乳液的最低成膜温度降至0℃.但是苯甲醇的毒性较大，对其它类型的乳液相容性也较差，必须与醇类溶剂配合使用。乙二醇丁醚可溶于水，加到乳液中后不易与乳胶粒子接触，所以其用量相应要多些，由于其挥发速度与水相当，甚至更快，所以对成膜不利，进而影响涂膜性能。PPH对苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易与乳液粒子接触，效果不理想。因此，对于PPH相容的乳液，与十二碳醇酯效果差不多，但对于纯丙乳液或其它类型的乳液，十二碳醇酯在加入方式上比其它成膜助剂方便简易，而且用量少。

3.3十二碳醇酯用于乳胶漆中的特性

十二碳醇酯是乳胶类聚合物的强溶剂，并且水解稳定性非常好，因而其适用范围广（可用于包括高PH值的纯丙、苯丙、醋丙、硅丙、及聚醋酸乙烯等多种乳液当中）、聚结性能高，是一种非常理想的成膜助剂。

十二碳醇酯具有突出的溶剂作用，即具有极强的聚结能力。在较少的用量情况下，能免十分有效地降低乳胶漆的最低成膜温度（MFFT），扩大使用高玻璃化温度（Tg值）类聚合物的乳胶漆在不同环境温度下的使用范围。

促进乳胶漆成膜

十二碳醇酯与其他成膜助剂相比，水溶性小（见表），易于被乳胶粒子吸附，可直接接触于胶粒，更易于对胶粒的溶胀；其挥发速率低，成膜前保留在乳胶漆涂层中，溶剂作用不会受水的挥发影响，成膜的连续性更好；而其又具有适宜的挥发度，在乳胶漆成膜后短的时间内完全挥发掉，不会影响乳胶漆配方所设计的硬度及光泽。

表1几种成膜助剂特性的比较

优异的湿膜性能

用十二碳醇酯为成膜助剂的乳胶漆具有优异的湿膜性能，其在垂直面上的抗流挂特性和漆膜表面刷痕所需要的流平性之间达到一个恰当的平衡。

表2 含十二碳醇酯胶乳的流平性能

改善乳胶漆漆膜性能

由于十二碳醇酯的溶剂作用，乳胶粒子成膜时结合更加紧密、连续，形成平滑、均匀的漆膜，从而使漆膜的耐擦洗性、展色性、光泽度以及耐候性等得到较大的提高。

a、提高耐擦洗性能

加入少量的十二碳醇酯，耐擦洗性能显著提高。通过对NBB-12丙烯酸无光乳胶漆（PVC=66%）中添加不同百分比的十二碳醇酯所得到耐擦洗数据（按GB9266测定）可以证实。

表3 十二碳醇酯不同用量乳胶漆膜的耐擦洗性能

b、光泽及展色性：

未加入成膜助剂的乳胶漆，在低温下干燥时不易成膜或成膜不良，涂膜表面粗糙、无光泽，甚至有龟裂，造成较强的光散射。而十二碳醇酯的助成膜作用及改善乳胶漆中颜料均匀性和稳定性的作用可以解决这一问题，能够在很大的温度及湿度及温度范围内提高漆膜光泽度及色彩的均匀性。而且漆膜的手感性好．

c、提高耐候性

加入十二碳醇酯后，改善了树脂颗粒之间的聚结，从而降低了涂层对水蒸气的透过性；涂层干燥后收缩引起的基料树脂之间的应力松弛改善了涂层对底材的附着性；胶粒更加紧密的结合，涂膜机械强度提高，从而使涂膜能够抗断裂和完全剥离，较大提高耐候性。

制漆稳定性

a、制漆贮存稳定

由十二碳醇酯作为成膜助剂经验证对包括高PH值的丙烯酸乳胶漆在内，储存没有什么不良影响。

表4 不同用量十二碳醇酯对乳胶漆贮存稳定性

十二碳酸加入量（乳液固含量wt%）丙烯酸系乳胶漆粘度 Kreb 醋酸乙烯/丙烯酸系乳胶漆粘度 Kreb 室温熟化52℃老化室温熟化52℃老化

4 8 12 90 90 90 92 90 91 76 7

5 75 68 71 72

注：粘度Kreb为克雷布粘度单位

b、制漆冻融稳定

水溶性的成膜助剂如松油醇，丙二醇醚类，随用量增大而使乳液的粘度增大，成膜助剂用量过高，则对乳胶漆的冻融稳定性不利。十二碳醇酯用量达12%时，也有可能产生胶冻现象，而在常规用量时，则仍具有良好的冻融稳定性。

表5 不同用量十二碳醇酯对乳胶漆冻融稳定性

十二碳醇酯加入量（乳液固含量wt%）丙烯酸系乳胶漆粘度Kreb 醋酸乙烯/丙烯酸乳胶漆粘度Kreb 室温熟化冻融循环后室温熟化冻融循环后

4 8 12 90 90 87 94 132 胶冻78 78 79 81 81 胶冻

注：粘度Kreb为克雷布粘度单位

c、制漆PH稳定

成膜助剂的水解会影响乳胶漆的PH值。十二碳醇酯是一种水解性极为稳定的成膜助剂，几乎不受乳胶漆中碱性的影响。

十二碳醇酯的使用方法

十二碳醇酯的加入量：十二碳醇酯的用量根据乳液聚合物的玻璃化温度（Tg值）及要求对乳胶漆降至的最低成膜温度（MET）而决定。Tg值高的乳液要达到同样的MET，添加量需要多一些。另外，在设计涂料配方时，要考虑内、外墙涂料和具体施工的气候条件，通常外墙涂料要比内墙涂料多加一些，冬天要比夏天多加些。