(完整版)水性涂料成膜助剂分类特点及使用方法

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成膜助剂在水性双组分聚氨酯涂料中的应用

成膜助剂在水性双组分聚氨酯涂料中的应用

成膜助剂在水性双组分聚氨酯涂料中的应用水性双组分聚氨酯涂料是一种环保型涂料,由于其良好的物理性能和较低的挥发性有机化合物(VOC)含量,被广泛应用于木制家具、汽车、建筑和工业设备等领域。

而成膜助剂是水性双组分聚氨酯涂料中至关重要的组分之一,它对涂料的性能和应用性起着重要的作用。

首先,成膜助剂能够提高水性双组分聚氨酯涂料的附着力。

在涂料施工过程中,成膜助剂能够促进涂料与基材之间的粘结,使得涂层能够牢固地附着在基材表面上,提高涂层的耐久性和抗腐蚀性能。

其次,成膜助剂还能够提高水性聚氨酯涂料的流平性和光泽度。

在涂料施工过程中,成膜助剂能够降低涂料的表面张力,使涂料能够更好地展平于被涂物表面上,减少涂料的起泡和皱纹,提高涂层的光泽度,使其具有更好的外观效果。

此外,成膜助剂还能够提高水性聚氨酯涂料的耐候性和抗化学性能。

在日晒、雨淋等外界环境的作用下,涂料容易发生老化和变色,而成膜助剂能够形成一层保护膜,阻隔外界环境对涂料的侵蚀,从而提高涂层的耐候性和抗化学性能,延长涂料的使用寿命。

此外,成膜助剂还能够提高水性聚氨酯涂料的耐磨性和耐划伤性能。

在日常使用中,涂料会不可避免地遭受摩擦、刮擦等力量的作用,导致涂层的磨损和划伤,而成膜助剂能够增加涂料的硬度和耐磨性,使其更加耐久,减轻涂层的磨损和划伤。

最后,成膜助剂还能够改善水性聚氨酯涂料的干燥时间和固化性能。

在涂料施工过程中,成膜助剂能够加速涂料的干燥速度,从而提高施工效率,缩短涂料的固化时间,节省生产成本。

综上所述,成膜助剂在水性双组分聚氨酯涂料中起到至关重要的作用。

它能够提高涂料的附着力、流平性、光泽度、耐候性、抗化学性能、耐磨性、耐划伤性能,同时改善涂料的干燥时间和固化性能。

因此,在水性聚氨酯涂料的生产和应用过程中,合理选择和使用成膜助剂,对于提高涂料的性能和质量,满足不同应用领域的需求,具有重要的意义和价值。

水性涂料的分类和特点

水性涂料的分类和特点

水性涂料的分类和特点水性涂料,英文为waterborne coatings或waterbased coatings,又称水基涂料。

用于木材涂饰的水性涂料有多种分类方法,常见的有按外观、用途、施工和固化方式、乳液类型、化学结构以及设备方法来分类命名的。

水性木器漆最重要的成分是其中的乳液和构成乳液的树脂类型,科学的方法是按乳液的化学结构分类。

按化学结构,水性木器漆可分为:•水性丙烯酸涂料•水性聚氨酯涂料•水性醇酸漆•水性环氧涂料•溶胶一凝胶涂料•水性光固化涂料水性涂料的分类及特点 -水性丙烯酸涂料丙烯酸型水性木器漆是应用较早而且目前仍在大量应用的品种。

自20世纪70年代起丙烯酸建筑乳胶漆开始大范围推广以来,水性丙烯酸木器漆也随之出现在市场上。

丙烯酸乳液由丙烯酸酯单体为主的乙烯基单体经乳液聚合而成。

聚合过程中添加了乳化剂、稳定剂、pH调节剂等各种助剂,体系相当复杂。

采用软硬不同的单体,调节用量,并改变加料方式可以控制乳液粒子中聚合物分子的软硬链段分布,从而得到不同玻璃化温度 (Tg或不同最低成膜温度(MFFT)的乳液。

聚合时采用的乳化剂可以是阴离子型的,也可以是非离子型的或阳离子型的,相应的乳液以及制成的漆也可称为阴离子型、非离子型或阳离子型的。

仅用丙烯酸单体聚合得到的是纯丙乳液,制成的漆称为纯丙水性漆。

聚合时可添加其他乙烯基单体对乳液进行改性,例如,添加苯乙烯改进漆膜的硬度并降低成本;引入含氟、含硅的单体改进漆膜的表面性能,降低膜的表面自由能,提高疏水性和耐玷污性。

由此产生了苯丙水性漆、氟碳水性漆、硅丙水性漆等品种。

丙烯酸乳液制成的漆膜有良好的耐候性,不易黄变,硬度高,光泽好。

但是它的主要缺点是抗粘连性差,容易出现热黏冷脆的现象,硬度过高则低温成膜性不好,冬天难以进行涂装施工。

通过自交联聚合、无皂聚合、核壳聚合等技术进一步改进和提高了丙烯酸乳液的性质,特别是采用核壳技术,将乳液粒子制成硬核软壳或软核硬壳的结构,甚至软硬相问的多层结构,以适应不同施工和使用条件的需要。

涂饰助剂的种类及应用

涂饰助剂的种类及应用

涂饰助剂的种类及应用如下是有关涂饰助剂的种类及应用:(1)成膜助剂又称聚结助剂。

能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形,改善聚结性能,能在较广泛施工温度范围内成膜的物质。

是一种易消失的增塑剂。

常用的为醚醇类高聚物的强溶剂,如丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯等。

一般乳液会有成膜温度,当环境温度低于乳液成膜温度时乳液不易成膜,成膜助剂能改善乳液成膜机,帮助成膜。

成膜后成膜助剂挥发,不会影响涂膜的特性。

(2)消泡剂也称消沫剂,是在食品加工过程中降低表面张力,抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。

我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7种。

(3)分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。

可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。

(4)固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。

树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。

固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。

固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。

(5)增稠剂能够提高涂料粘度、降低其流动性的物质。

使用增稠剂的重要目的是减轻涂饰时的流淌现象。

涂料用的增稠剂主要有以下几类:①白炭黑;②膨润土和有机膨润土(用阳离子性有机物处理的膨润土);③经表面处理的活性碳酸钙微粒;④加氢蓖麻油;⑤金属皂,如硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸锌等;⑥聚合的植物油及脂肪酸二聚体与多元醇所成的酯。

(6)流平剂英文专业名称:Leveling agent,流平剂是一种常用的涂料助剂,它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

水性涂料使用说明书

水性涂料使用说明书

水性涂料使用说明书凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料,都可称为水性涂料。

依据涂料中粘合剂类别,水性涂料被分为两大类:天然物质或矿物质(如硅酸钾)的天然水性涂料和人工合成树脂(如丙烯酸树脂)的石油化工水性涂料。

本文仅对人工合成树脂类的水性涂料进行阐述。

水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)3种。

水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物,以聚乙烯醇及其各种改性物为代表,除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。

一、水性涂料简介水稀释性涂料是指后乳化乳液为成膜物配制的涂料,使溶剂型树脂溶在有机溶剂中,然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液,称为后乳化乳液,制成的涂料在施工中可用水来稀释。

水分散涂料主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的涂料。

乳液是指在乳化剂存在下,在机械搅拌的过程中,不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。

将水溶性树脂中加入少许乳液配制的涂料不能称为乳胶涂料。

严格来讲水稀释涂料也不能称为乳胶涂料,但习惯上也将其归类为乳胶涂料。

顾名思义,水性漆是以水作为介质的漆。

如我们所有的内外墙涂料、金属漆、汽车漆等都有相应的水性漆产品。

可见水性漆在很多行业已有广泛的应用。

二、水性涂料说明书水性涂料具有优异的不粘性及耐用性,但其施工的步骤也非常严格,所以使用时必须作充分的阅读及了解1、素材的处理:先将素材(铝或不锈钢)用(360℃×30分钟~380℃×10分钟)空烧或溶剂清洗进行第一步的脱脂,第二步为表面粗糙化,可用刚玉砂80#~100#,压力0.4~0.6mpa,砂的厚度为:(2.0~3.5)μm2、底层涂料的喷涂:底层涂料用前必须充分滚动120转/分钟,不少于2小时/次滚动,每周不少于一次,将处理好的素材(必须为干净、干燥、无任何油脂、污染,严禁用手触摸砂表面,否则将严重影响附着力,更甚会导致脱皮)平放,用(1.0~1.5)mmФ喷枪压力调到(0.2~0.3)mpa距离(20~30)cm,直接喷涂,用(120-150)℃×(5-8)分钟,表干后的涂膜厚为(10~15)μm3、表层涂料的喷涂μm:同样面层涂料使用前也必须用慢速度滚动100转/分钟,3小时/次,必须要充分搅拌均匀,将已涂装好底层的工件冷却到常温后即可进行面层的施工(表面应该为绝对干净,未受任何污染)用(1.0~1.5)mmФ的喷枪喷嘴,压力调到(0.2~0.3)mpa,距离(20~30)cm,用120℃×5分钟先干燥后用380℃×30分钟进行烧结,烧结后的总涂膜为(20~23)μm。

水性涂料配方基础知识

水性涂料配方基础知识

⽔性涂料配⽅基础知识⽔性涂料配⽅体系配⽅的基本组成1) ⽔性树脂:这是成膜的基料,决定了漆膜的主要功能.2) 成膜助剂:在⽔挥发后,使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜,并改善低温条件下的成膜性。

3) 抑泡剂和消泡剂:抑制⽣产过程中漆液中产⽣的⽓泡并能使已产⽣的⽓泡逸出液⾯并破泡。

4) 流平剂:改善漆的施⼯性能,形成平整的、光洁的涂层。

5) 润湿剂:提⾼漆液对底材的润湿性能,改进流平性,增加漆膜对底材的附着⼒。

6) 分散剂:促进颜填料在漆液中的分散。

7) 流变助剂:对漆料提供良好流动性和流平性,减少涂装过程中的弊病8) 增稠剂:增加漆液的黏度,提⾼⼀次涂装的湿膜厚度,并且对腻⼦和实⾊漆有防沉淀和防分层的作⽤。

9) 防腐剂:防⽌漆液在贮存过程中霉变。

10) ⾹精:使漆液具有愉快的⽓味11) 着⾊剂:主要针对⾊漆⽽⾔,使得⽔性漆具有所需颜⾊。

着⾊剂包括颜料和染料两⼤类,颜料⽤于实⾊漆(不显露⽊纹的涂装),染料⽤于透明⾊漆(显露⽊纹的涂装)。

12) 填料:主要⽤于腻⼦和实⾊漆中,增加固体分并降低成本。

13) pH 调节剂:调整漆液的pH 值,使漆液稳定。

14) 蜡乳液或蜡粉:提⾼漆膜的抗划伤性和改善其⼿感。

15) 特殊添加剂:针对⽔性漆的特殊要求添加的助剂,如防锈剂(铁罐包装防⽌过早⽣锈)、增硬剂(提⾼漆膜硬度)、消光剂 (降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜⼿感)、抗粘连剂 (防⽌涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆,提⾼综合性能)、憎⽔剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外线吸收剂(户外⽤漆抗⽼化,防⽌发黄)等。

16) 离⼦⽔:配⽅设计时往往还要添加少量的去离⼦⽔以便制漆。

⽔性树脂⽔性漆配⽅中,基料是形成漆膜并决定漆膜性能的关键组分。

配⽅设计时应尽量提⾼⽔性树脂的⽤量,占体积⽐的60-70%,使得漆液中的有效成膜物含量尽可能多,这样才能保证制成的漆⼀道涂装漆膜较厚,丰满度⾼。

成膜助剂种类(最新编写)

成膜助剂种类(最新编写)

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。

PU,PE,NC,UV油漆的详细用途及做法和特性

PU,PE,NC,UV油漆的详细用途及做法和特性

PU、PE、NC、UV油漆的详细用途以及做法和特性家具漆的主要品种与涂装技术的应用目前,家具制造企业常用的涂料品种有:硝基涂料(NC),酸固化涂料(AC),不饱和树脂涂料(PE),聚氨酯涂料(PU),紫外光固化涂料(UV),水性涂料(W)。

下面针对以上涂料品种,对产品特性与工艺情况进行一个简单的介绍。

一、硝基涂料(NC)其优点:1、干燥迅速。

一般的油漆干燥时间需经过24小时,而硝基漆只要十几分钟就可干燥。

这样就大大节省施工时间,提高工作效率。

2、施工简单。

硝基涂料是单组份产品,调配时只需加入适量的天那水即可进行喷涂。

3、光泽稳定:受环境的影响较小。

其缺点:1、丰满度不够。

因硝基涂料的固含量较低,难以形成厚实的漆膜。

2、硬度不够。

硝基涂料的硬度一般在BH。

3、漆膜表面不耐溶剂。

常见的工艺:1、NC底、NC面。

在仿古家具(美式涂装)中,应用最广。

表现效果大部分为开放效果2、PU底、NC面。

这样比较容易解决NC漆填充力差,丰满度、硬度不够的问题。

施工方法:1、浸涂2、喷涂(包括静电喷涂、手工喷涂、电脑自动喷涂)3、辊涂未来的发展:1、NC漆的耐黄变性相对来讲差一些。

但目前已有能耐2年不变黄的NC实色漆。

2、NC漆的硬度问题。

现在有砂的制漆企业正在专项研究。

达到2H以上的NC漆面世是指日可待的。

二、酸固涂料(AC)其优点:1、漆膜坚硬耐磨2、漆膜的耐热、耐水、耐寒性都很高3、透明度好4、耐黄变性好其缺点:因漆中含有游离甲醛,对施工者身体伤害较为严重,绝大部分企业已不再使用此类产品。

三、不饱和树脂涂料(PE)其优点:1、具有很好的硬度,可达到3H以上2、面漆能做出很高的光泽度3、耐磨、耐酸碱、耐热性好4、丰满度很高其缺点:1、操作性较为复杂因需加入引发剂与促进剂才能起到固化作用。

引发剂、促进剂的加入量要依据气温、湿度的变化而变化。

再则引发剂与促进剂不能同时调入油漆中,否则易引起火灾与爆炸。

调配油漆时有严格的要求。

水性涂料常用助剂

水性涂料常用助剂

助剂调整和改进涂料和涂层的综合性能常见助剂如下1、润湿分散剂*颜料是一种原始颗粒的聚集体,研磨分散的结果就是将这种聚集体解聚成原始颗粒状态分散到漆料之中,分散效果不佳将导致解聚不完全或者重新絮凝,造成浮色发花、沉底、光泽下降等等弊病。

*颜料在分散时必须经历润湿、粉碎、稳定三个步骤*润湿助剂增进颜料附聚体的润湿,分散助剂稳定颜料分散体防止絮凝,一种产品常常兼具润湿和分散功能2、流平剂*流平助剂通过降低涂膜表面张力改善流动方式获得良好的涂膜外观,部分特殊的助剂同时能提供滑爽、增硬、抗划伤、防粘连的效果. *主要品种有:有机硅系流平剂丙烯酸酯流平剂其它类型流平剂(氟改性流平剂、高沸点溶剂)3、消泡剂*分为抑泡剂和破泡剂。

抑泡剂主要是控制泡沫的产生并将产生了的泡沫消除,大多在涂料生产和使用过程中发挥作用;破泡剂主要是将产生的小气泡由小变大,使气泡膜逐渐变薄而自行破泡,此类助剂在涂料的整个过程中发挥作用.*主要产品:有机硅系消泡剂非硅系消泡剂氟改性消泡剂4、附着力促进剂*改善漆膜对底材的密着*附着力促进剂的产品类型①树脂类附着力促进剂含有多种官能团的树脂,能与底材形成一定的化学结合,同时又能与基料互溶结合,提高附着力.PP、PE等高结晶度塑料的表面处理剂也属此类.此类产品不同程度的存在相容性问题.②硅烷偶联剂无机底材亲水的极性表面容易吸附上一层水膜,使涂料中的疏水基料难以润湿.硅烷偶联剂中的可水解基团遇到无机表面的水分后水解生成硅醇,而与无机物质结合,形成硅氧烷,另一部分反应基团与有机物质反应而结合,在无机物质与有机物质界面之间搭起“分子桥”把两种性质悬殊的材料连接在一起.产品价格昂贵,作用显著.③钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂类似,只是反应基团不同.④有机高分子化合物此类促进剂相容性好,对底材润湿性好.5、消光剂*消光就是削弱反射角方向的光线强度。

*主要品种有:①二氧化硅(消光粉)主要是利用溶剂挥发后漆膜收缩引起涂膜表面不平整,造成光的多角度乱反射以降低光度.②硅酸盐类提高体系的颜料体积浓度来降低光度.③高分子蜡消光效果相对较弱,只使用在特殊场合.6、触变、增稠、防流挂助剂*原理简单来说就是助剂提供聚合物内部的网状结构的交联吸附,粘度升高。

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水性涂料成膜助剂的特点及使用方法一、成膜助剂概况水性涂料的成膜助剂又叫凝聚剂、聚结剂、成膜助溶剂或共溶剂,能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用,使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜,但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出,而不影响涂膜的玻璃化转变温度,高温下涂膜不回粘。

成膜助剂是分子量数百的溶解力极强的高沸点有机溶剂,多为醇类、醇酯类、醇醚类化合物,实际上成膜助剂是聚合物的一种溶剂,在涂膜干燥过程中,水分挥发后余下的成膜助剂使聚合物微滴溶解并融合成连续的膜,成膜助剂除有溶解作用外,还会对聚合物起短暂的增塑作用,成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂,能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性,可在广泛的施工温度范围内成膜。

水性涂料成膜助剂广泛应用于建筑涂料(乳胶漆)、水性汽车涂料及汽车修补涂料、水性电泳涂料、水性船舶涂料、水怀集装箱涂料、水性防腐涂料、水性工业涂料、水性胶粘剂、水性木器涂料、水性卷材和卷钢涂料、水性丝印油墨、水性凹印油墨、水性柔印油墨、UV 水性涂料油墨等等。

二、成膜助剂化的化学类型和生产厂家(一)、醇类(如苯甲醇BA、乙二醇、丙二醇、己二醇);(二)、醇酯类(如十二碳醇酯(即Texanol酯醇或醇酯-12));(三)、醇醚类(乙二醇丁醚EB、丙二醇甲醚PM、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚DPM、二丙二醇单丙醚DPnP、二丙二醇单丁醚DPnB、三丙二醇正丁醚TPnB、丙二醇苯醚PPH等);(四)、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯EEP)等;从成膜助剂的主要生产厂商和主要产品来看,具代表性的有BASF公司的Lusolvan FBH、美国Du Pont的DBE-IB、英国Chemoxy公司的COASOL的(己二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯和丁二酸二异丁酯的混合物),比利时Neste perstorp公司的Nexcoat 795(2,2,4-三甲基-1,2-戊二醇-异丁单酯),美国DowChemical 公司的Dowanol pph(丙二醇苯醚)、DAL-PADC、DAL-PADD、DPnB,伊士曼(EASTMAN CHEMICAL)化学公司的Texanol、EEH、OE300、OE400,英国海名斯化学公司的SER-AD FX510、SER-AD FX511、江苏润泰化学有限公司的十二碳醇酯(酯醇12)等。

成膜助剂在水性涂料中的状态根据成膜助剂在聚合物中的位置,将其分为A、B、C三类。

乳液以水为连续相,由乳化剂稳定形成的疏水聚合物链球形胶束所组成。

加入乳液体系中的成膜助剂在体系中所处的位置取决于自身的疏水/亲水性。

其中,A型在乳液聚合物中,主要是如石油醚的烃类,如松节油、双戊烯松油、十氢蔡等;AB型在乳液聚合物和水的界面,主要为双酯类和醇酯类,如Texanol酯醇、Lusolvan FBH、DBE-IB、COASOL;ABC型主要在聚合物颗粒间、边界上和水中,主要为乙二醇酯和乙二醇酯醚,乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)、二丙二醇单甲醚DPM;C型在水中,主要为醇类、乙二醇类,如乙醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇。

传统分类中,又可以从和聚合物的相容性方面分为油溶性和水溶性。

三、成膜助剂的选择标准理想的成膜助剂应具有下列特性:(一)、成膜助剂必须是聚合物的强溶剂, 对多种水性树脂都有极佳的成膜效率,并具有很好的相容性,极好降低水性树脂的最低成膜温度,不会会影响漆膜的外观及其光泽;(二)、气味低、加量少、效果优异、环保性佳、具有一定的挥发性,有效调节干燥速率,以便于施工;(三)、优异的水解稳定性,在水中的溶解度小,其挥发速度应低于水和乙醇,在成膜前保留在涂料涂层中,成膜后须完全挥发,不影响涂膜性能;(四)、加人乳胶体系后吸附在乳胶粒子表面,能为乳胶粒吸附而具有优良的聚结性能,充分溶解和溶胀水性树脂不影响乳胶粒子的稳定性。

四、成膜助剂的发展方向尽管成膜助剂对乳胶漆的成膜有很大作用,但成膜助剂是有机溶剂,对环境是有影响的,所以发展的方向是环境友好型的有效成膜助剂:(一)是降低气味。

Coasol、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、TXIB、TXIB和Texanol的混合物都能降低气味。

尽管TXIB在降低MFFT和早期耐洗刷性稍差,但通过和Texanol的混用,能在这些方面得到改善。

(二)是降低挥发性有机物(VOC)。

多数成膜助剂是涂料VOC的重要组成部分,因此成膜助剂应该用得越少越好。

选用成膜助剂要优先考虑不属于VOC限制范围,但挥发性不得太慢、成膜效率还要高的化合物。

在欧洲,VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。

沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴,所以使成膜助剂向高沸点发展。

如Coasol、LusolvanFBH、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、二异丙醇己二酸酯。

(三)是低毒、安全、可接受的生物降解性。

(四)是活性成膜助剂。

丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯(DPOA)是不饱和的可聚合有机物,均聚物Tg=33℃,无气味。

其结构式如下:在较高Tg值的乳胶漆配方中,不需成膜助剂,而加DPOA,并加入少量催干剂,如钴盐。

DPOA就可降低成膜温度,使乳胶漆在室温成膜。

但DPOA不挥发,不仅环境友好,而在催干剂作用下进行氧化自由基聚合,增加了涂膜的硬度、抗粘性和亮度。

因此,DPOA 被称为活性成膜助剂。

五、水性涂料的成膜机理水性漆的成膜过程较复杂, 要经历一个从分散的聚合物颗粒到相互聚结成为整体的过程。

其施工后, 水分挥发, 球状颗粒必须相互融合才能形成连续的涂膜。

水性漆成膜分以下几个过程(一)、颗粒逐渐靠拢填充过程。

球状颗粒在乳胶漆中以双电层和屏蔽稳定的作用保持着分散状态, 在水性涂料施工后, 水分逐渐挥发,原先以静电斥力和空间位阻稳定作用而保持分散状态的聚合物颗粒和颜料、填料颗粒逐渐靠拢,但仍可以自由运动。

在该阶段,水份的挥发与单纯水的挥发相似,为恒速挥发。

(二)、颗粒融合过程。

随着水分的进一步挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,其间隙愈来愈小,漆膜的体积收缩,当水份挥发将尽时, 其推动力也将消失,至毛细管经大小时,由于毛细管效能作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,颗粒稳定性破坏并变形,最后凝集、融合成连续的涂膜。

这一过程是水性漆能否成膜的关键,若乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时需要用成膜助剂协助成膜。

成膜助剂可以使乳胶粒子溶胀变软,因此,很容易使他们融合在一起形成连续的膜。

(三)、聚合物链段相互扩散渗透交联成膜过程。

随着时间的推移, 残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散, 并使聚合物分子长链段相互渗透、扩散,缠绕形成具有良好性能的均匀涂膜,随着成膜助剂从漆膜中逐渐挥发,最后形成理想的性能优异的涂膜。

六、水性涂料成膜助剂的用法与用量乳液或分散体等聚合物通常具有高于室温的玻璃化温度Tg。

为了使乳液粒子很好地融合成为均匀的漆膜,必须使用成膜助剂降低最低成膜温度(MFFT)。

乳液的最低成膜温度(MFFT)对涂膜的硬度、玻璃化转变温度和低温涂装性能会产生重要的影响。

最低成膜温度高,涂膜的硬度高和光泽高,但在稍低温度时不能涂装;最低成膜温度太低,低温涂装性能虽好,但涂膜玻璃化温度低,高温发软回粘,耐污性差。

成膜助剂的基本功能就是降低乳液以及乳胶漆的最低成膜温度,使水性涂料能在低温下进行涂装。

成膜助剂的加量取决于配方中乳液或水分散体的用量和玻璃化温度Tg。

涂料中乳液或水分散体的用量大以及聚合物的Tg高,成膜助剂的用量也要大,反之用量少。

配方设计时,首先考虑成膜助剂大约占乳液的或水分散体的3%-5%,或占乳液或分散体固体份的5%-15%。

成膜助剂的有效性表现在成膜助剂对乳液粒子的成膜效率。

按乳液固含量的5%-l5%添加成膜助剂,测定MFFT的下降值,将下降值对成膜助剂用量作图,所得直线的斜率即表示该成膜助剂对给定乳液的成膜效率,其斜率越大,成膜效率越高。

显然,成膜效率有乳液树脂的特定性,即表现为对每种树脂或每一类树脂有效,并且与乳液的初始MFFT有关。

值得注意的是,成膜助剂在用量较大时,MFFT的下降往往偏离直线关系,这时要用回归法求得一个相对最好的斜率值用以比较。

当一种乳液体系确定后,选用合适的成膜助剂是十分重要的。

涂料是一门实践科学,通过大量试验选取最佳成膜助剂,保证水性涂料的低温施工性十分重要。

实践表明,水性涂料的MFFT应保证在10℃以下,最好小于5℃,涂装能形成不开裂、不粉化的均匀漆膜为止,找出成膜助剂的最低用量。

如果成膜助剂的用量达乳液或分散体的15%或者更高是不可取的,应考虑更换其他成膜助剂再试。

鉴于成膜助剂降低MFFT的作用不是万能的,所以对于Tg过高的乳液,添加大量的成膜助剂也难保证有足够的低温施工性和冻融稳定性。

普通乳液和水分散体的Tg不宜大于40℃,否则用大量的成膜助剂也难于将MFFT降至10℃以下。

片面追求高Tg带来高硬度的涂膜是不适宜的,何况这样做还会因为成膜助剂用量过大产生VOC超标的问题。

七、成膜助剂的几点使用经验(一)涂料成膜助剂与最低成膜温度(MFFT)的关系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,直至达到最低成膜温度0℃时成膜助剂的用量越少越好。

成膜助剂的作用类似于增塑剂,加入成膜助剂后能降低乳液的MFFT,降低的幅度随成膜助剂用量的增大而增大。

但是,成膜助剂的用量达到一定程度后MFFT几乎不再降低。

MFFT下降的幅度还与成膜助剂的种类和乳液类型有关,对一种乳液有显著降低MFFT作用的成膜助剂可能对另一种乳液作用很小,甚至完全不起作用。

由此我们认为:①MFFT降低的幅度随成膜助剂用量的增加而增大,但是MFFT降至一定程度后再多加成膜助剂无济于事,所以应选取效果最好的成膜助剂并且使用最小用量;②由于水性体系的特殊性,往往成膜温度最低只能降到0℃左右,此后加大成膜助剂用量成膜温度也不再有明显的下降;③对同一种基料,不同的成膜助剂降低MFFT的效果截然不同,有的十分明显,有的几乎不能降低最低成膜温度;④不同类型的基料,同一种成膜助剂效果也完全不一样,在一种乳液体系中添加少量就有显著效果的成膜助剂在另一种乳液体系中可能作用不明显,甚至完全无效。

因此,针对特定的水性涂料体系筛选最佳成膜助剂的品种和用量是非常必要的。

成膜助剂对降低MFFT的效率与其种类有极大的关系,获取相同用量下具有最低成膜温度和最佳涂膜效果的成膜助剂是配方工作者的重要工作。

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