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成膜助劑在涂料中的作用
涂料成膜助劑又稱聚結助劑,能促進乳膠粒子塑性流動和彈性變形,改善聚結性能,使涂料能在較廣泛施工溫度范圍內成膜,是一種易消失的增塑劑。
要探討成膜助劑,我們首先需要了解乳膠漆涂料的成膜過程,乳膠漆涂料成膜過程較溶劑型涂料復雜,大致分為3個階段:
1、充填過程 乳膠漆施工后,水分揮發(fā),當乳膠微粒占膜層的74%(體積)時,微粒相互靠近達到密集的充填狀態(tài)。組分中的乳化劑及其它水溶性助劑留在微粒間隙的水中。
2、融合過程 水分繼續(xù)揮發(fā),高聚物微粒表面吸附的保護層破壞,外露的微粒相互接觸,其間隙愈來愈小,至毛細管徑大小時,由于毛細管作用,其毛細管壓力高于聚合物微粒的抗變形力,微粒變形,然后凝聚、融合成連續(xù)的涂膜
3、擴散過程 殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散,并使高聚物分子長鏈相互擴散,涂膜均勻而具有良好的性能。
乳膠顆粒的凝結成膜是一個相當長的過程。研究干燥2h、4h、1d、3d、5d下乳膠粒子凝結情況,可知粒子凝結是個逐步過程,直到21天后顆粒才逐漸消失而成為連續(xù)均勻的涂膜,但完全成膜還需要經過鏈段互相滲透的過程。一般錯誤地認為乳膠漆在較短時間就能完全成膜,忽略了各個成膜階段的溫度控制,特別是外用乳膠漆在施工后的溫度變化較大,而使形成涂膜不理想,表現(xiàn)為各種涂膜缺陷,如光澤下降、附著力差、耐擦洗差、耐沾污性不良、耐候性不理想等。因而有效添加成膜助劑,較大幅度地降低成膜溫度,是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。
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。近年來,水性涂料的成膜物質有向混合改性方向發(fā)展的趨勢。水性涂料按使用領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。
成膜助劑的作用及影響因素
成膜助劑的作用如同一種“ 臨時” 增塑劑, 用以降低聚合物的玻璃化溫度(Tg), 一旦顆粒變形與成膜過程完成后, 成膜助劑會從涂膜中揮發(fā), 從而使聚合物Tg值恢復至初始值。通常情況下, 大多數(shù)成膜助劑在室溫下?lián)]發(fā)比水滯后1一2h, 因此, 成膜助劑應該由揮發(fā)性較慢的溶劑組成。作為成膜助劑的很大先決條件就是在干燥過程中, 水分揮發(fā), 而成膜助劑仍留在涂層中, 它之后從涂層中自行揮發(fā)。丙二醇丁醚作為水性涂料的成膜助劑, 研究表明丙二醇丁醚對乙丙乳膠漆、苯丙乳膠漆效果較好, 加乳液的4%即可使水性涂料的較低成膜溫度從20℃降到4℃左右。