乳胶漆是绿色环保涂料, 但它成膜性较差。为了进步其成膜功用, 有必要加人成膜助剂。成膜助剂在乳胶漆中起着主要效果, 它能降低乳胶漆的成膜温度, 改进乳胶漆的成膜功用。本论文对乳胶漆的成膜机理、成膜剂的挑选以及成膜剂的效果及其影响要素作了剖析。
乳胶漆是水性涂料的一大类, 所含VOC很低,归于“ 绿色涂料” 。乳胶漆主要是聚合物颗粒的水涣散体和颜料颗粒的水涣散体的混合物。但它们没有杰出的施工功用, 难于得到好的漆膜, 有必要添加各种助剂来到达所需求的施工功用和成膜质量, 而成膜助剂是乳胶漆中最主要的助剂之一。
1 乳胶漆的成膜机理
乳胶漆的成膜进程较杂乱, 要经历一个从涣散的聚合物颗粒到彼此聚结变成全体的进程。其施工后, 水分蒸发, 球状颗粒有必要彼此交融才干构成接连的涂膜。乳胶漆成膜分以下几个进程
(1)颗粒逐步挨近
球状颗粒在乳胶漆中以双电层和屏蔽稳定的效果坚持着涣散状况, 在施工成膜后, 水分逐步蒸发, 依托其推动力, 涣散着的颗粒逐步挨近, 当接近到必定程度时, 附近的颗粒就紧紧地挤在一起而到达密聚状况, 失去了运动的自在而构成凝胶状。
(2) 颗粒稳定性损坏
水分进一步蒸发, 漆膜的体积缩短。当水份蒸发将尽时, 其推动力也将不见, 此刻毛细管力显着的起效果, 体积的缩短和毛细管吸收引力远大于颗粒的涣散稳定斥力, 颗粒稳定性损坏, 然后使颗粒彼此接触、彼此招引、彼此活动、彼此聚构造成接连的涂膜。
(3) 聚合物链段彼此浸透
跟着时刻的推移, 残留的助剂逐步蒸发, 聚合物分子链段彼此浸透, 膜性质逐步改进, 最终构成均匀而功用杰出的涂膜。
2.成膜助剂概念及常用的成膜助剂
乳胶漆高聚物为热塑性聚合物, 只要在必定的温度下才干成膜, 能构成接连涂膜的最低温度, 称为该乳液的最低成膜温度所以成膜温度有必要在最低成膜温度以上。乳胶漆为了到达某种功用, 添加的硬单体份额较大, 最低成膜温度高于室温不能成膜, 有必要添加成膜助剂使之成膜。成膜助剂又称成膜剂、凝集剂、聚结剂, 常为高沸点溶剂, 在涂膜构成后渐渐蒸发, 推进乳胶粒子的塑性活动和弹性变形, 改进其聚结功用。在乳胶漆中成膜助剂因对乳胶粒子的溶解效果而使粒子外表软化, 推进聚合物粒子易受压变形, 融构成膜成膜助剂的加人可降低乳液及乳胶漆的最低成膜温度。,
常用的成膜助剂有乙二醇、丙二醇、己二醇、甲基节醇、十二碳醋醇、一缩乙二醇、丙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇醚类及醋酸醋、松节油、双戊烯松油、十氢蔡等。
3 成膜助剂的挑选
(1)成膜助剂有必要是聚合物的强溶剂, 要能降低聚合物的玻璃化温度, 并具有极好的相容性, 不然会影响漆膜的外观及其光泽
(2)在水中的溶解度小, 能为乳胶粒吸附而具有优秀的聚结功用
(3)成膜助剂有适宜的蒸发速度, 在成膜前保留在乳胶漆涂层中, 其蒸发速度应低于水和乙醇。成膜后须彻底蒸发
(4)加人乳胶系统后吸附在乳胶粒子外表, 不影响乳胶粒子的稳定性。
4 成膜助剂的效果及影响要素
成膜助剂的效果好像一种“ 暂时” 增塑剂, 用以降低聚合物的玻璃化温度(Tg), 一旦颗粒变形与成膜进程完成后, 成膜助剂会从涂膜中蒸发, 然后使聚合物Tg值康复至初始值。通常情况下, 大多数成膜助剂在室温下蒸发比水滞后1一2h, 因此, 成膜助剂应该由蒸发性较慢的溶剂构成。作为成膜助剂的最大先决条件就是在枯燥进程中, 水分蒸发, 而成膜助剂仍留在涂层中, 它最终从涂层中自行蒸发。丙二醇丁醚作为水性涂料的成膜助剂, 研讨标明丙二醇丁醚对乙丙乳胶漆、苯丙乳胶漆效果较好, 加乳液的4%即可使水性涂料的最低成膜温度从20℃降到4℃摆布。
陈永军等以为成膜助剂直接决议着聚合物乳胶粒子聚结成完好接连涂膜的程度, 进而影响涂膜的长时刻防腐蚀效果。成膜助剂在必定程度上还影响着涂膜的枯燥速度等。成膜助剂显着影响涂膜的最低成膜温度和防腐功用。成膜助剂如及在低温也能使聚合物乳胶粒子变形交融,构成完好的接连膜, 可减少水和腐蚀性离子迁移到钢底材外表。假如聚合物乳胶粒子在毛细管压力下聚结成不接连膜, 则涂膜的浸透性增大, 然后防腐功用降低。成膜助剂的添加量通常3%一11%为宜, 不然聚合物乳胶粒子过早聚结, 使涂膜外表多孔、疏松。过量的成膜助剂也是影响涂料冻融稳定性的主要要素。
张飞龙等研讨了两种成膜助剂B1、B2对生漆成膜反响进程的影响, 发现当成膜助剂B1浓度添加时, 生漆成膜反响速度加速, 漆膜固化时刻缩短, 一起光泽度和附着力降低。
成膜助剂B1过量时, 可能使漆液构造发作变化, 导致破乳、转相, 使漆液形不成完好的涂膜,涂膜功用变差, 所以成膜助剂不宜过量。成膜助剂B2几也是一种偶联溶剂, 能够使生漆变成均一的液体, 可是持水才能弱, 因此不能缩短生漆的成膜反响时刻, 可是能降低水的冰点, 降低成膜温度。当两种助剂合作运用时效果更好。汪新民以为成膜助剂的效果在于能使乳胶粒子溶胀变软, 然后使它的玻璃化温度飞暂时降低, 以推进其在较低温度聚结成膜, 随后又逐步从涂层中逸出, 使干膜康复本来的飞, 这样既可坚持聚合物高飞值所具有的功用, 又可到达乳胶颗粒在较低温度彼此融构成膜的目的。他调查了丙二醇苯醚、醇醋二种成膜助剂在不一样添加量时对乳液功用的影响。随成膜助剂用量的添加, 乳液的MFT降低,胡玲霞等研讨发现成膜助剂推进乳胶粒子的塑性活动和弹性变形, 改动共聚物功用, 能在较宽的施工温度范围内成膜。挑选最好量, 既要考虑能使乳胶漆具有优秀的成膜性、较好的流平性及抗挂性, 又要使乳胶漆的冻溶性好。成膜助剂除有助于成膜功用外, 还有降低乳胶漆冻住温度的功用, 这对乳胶漆在较低气温下正常施工有利。
Texanol化学构造为,2,2,4, 一三甲基一,1,3-戊二醇单异丁酸酯以及与水几乎不相溶的12碳醇酯简称醋醇一12是效果极好的成膜助剂, 它不但能够有用降低成膜温度, 并且对改进乳胶漆的活动性, 改进颜料的均匀性、稳定性都有好处。成膜助剂由于使漆膜细密程度得以进步, 所以对改进涂层的耐擦拭性及易除污性有协助。成膜助剂推进有用的成膜, 在成膜助剂的构成中有必要兼有亲水性成膜助剂和疏水性成膜助剂, 由于这两种成膜助剂的合作运用有推进成膜的协同效果。亲水性成膜助剂迁移至乳液粒子的亲水性壳部, 起增塑剂的效果, 推进乳液的亲水性壳部首先有用的结合时, 并引发开端的聚结成膜冈。而尔后的聚结成膜进程则由疏水性成膜助剂来推进。由于疏水性成膜助剂对乳液粒子的疏水性核部有较大的亲合性而迁移至核部, 然后有用地塑化核部, 使乳液粒子进一步变型, 构成一个构造。当运用单一亲水性成膜助剂时仅使乳液粒子的壳部塑化, 虽然开端成膜, 但不能进行到第二阶段。而当运用不充足的单一的疏水性成膜助剂时,则仅使粒子的核部塑化成膜进程不能正常开端, 可是假如运用过量的单一疏水性成膜助剂时, 则乳液粒子的核部可到达较高程度的塑化, 虽然开端聚结成膜不良, 但第二阶段的成膜进程仍能发作, 也能构成对水阻隔性杰出的乳液薄膜。然而, 疏水性成膜助剂对乳液的稳定性有较大的影响, 跟着其用量的添加影响增大, 易导致乳液的破乳、凝集等表象。这是由于疏水性成膜助剂的脱水效果损坏了乳液粒子的水合保护层, 使乳液的稳定性降低。
防冻剂通常是小分子量的有机化合物, 如乙二醇、丙二醇、苯甲醇、松油醇、双丙酮醇、乙二醇西醚、二异丙基丁二酸醋、二甘醇丁醚醋酸醋等。这些化合物沸点高, 有恰当的亲水性, 对乳液的混溶性好。加人乳液后, 能恰当降低乳液的粘度, 进步乳胶粒子的活动性, 因此能降低乳液的MFT。显, 这类防冻剂又是成膜助剂。成膜助剂用量过大则对乳胶漆的冻融稳定性晦气。在苯丙乳液中, 通常加人的防冻剂和成膜助剂是苯甲醇、乙二醇、丙二醇。如运用苯甲醇, 其加人量通常占乳液的6%, 可使苯丙乳液在5℃摆布施工。成膜助剂能够降低乳胶漆的最低成膜温度, 使乳液粒子变形更简单, 进步了乳液粒子凝集程度、乳液聚合物与颜料之间的润湿、乳胶漆膜的机械功用、乳胶漆膜的细密度、乳胶漆的耐洗擦性。成膜助剂用量较少时, 添加乳胶漆用量能够明显进步乳胶漆的耐洗刷性能, 跟着成膜助剂用量添加, 乳胶漆耐洗刷性能改进效果降低〕。
5 结语
成膜助剂对乳胶漆起着极为主要的效果, 有关成膜助剂的研讨报道较少, 加强成膜助剂的研讨尤其是成膜助剂的效果机理的研讨尤为主要
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