摘要：通過幾種成膜助劑與乳液相容性的考察，討論了其對乳液的粘度、凍融穩定性、貯存穩定性、較低成膜溫度及涂料性能的影響。

    關鍵詞：成膜助劑在乳膠漆中的應用 ；應用

    l前言{TodayHot}

    建筑涂料在涂料工業中占有很重要的地位，目前，國內建筑涂料在涂料中的比重日漸增大。隨著人們生活水平的口益提高．對建筑用乳膠漆的質量要求也越來越高，而涂料成膜的好壞直接影響涂層的性能。

    一般人們認為乳膠漆在較短的時間內就能完全成膜，而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，使較終涂層的性能不理想，如光澤下降、附著力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。有效地添加成膜助劑，可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。本文對幾種成膜助劑在乳膠漆中的應用進行了一系列實驗，對建筑用乳膠漆的配方設計具有一定的參考作用。

    2實驗部分

    與溶劑型涂料不同，乳膠漆的成膜機理一般分為以下過程：

    靠前，充填過程。乳膠漆施工后，水分揮發，當乳膠微粒占膜層74％(體積)時，微粒相互靠近而達到密集的充填狀態。組分中的乳化劑及其他" >其他水溶性助劑留在微粒間隙的水中。

    第二，融臺過程。水分繼續揮發，高聚物微粒表面吸附的保護層破壞．裸露的微粒相互接觸，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，較后凝集、融合成連續的涂膜。這一過程是乳液能否成膜的關鍵，若乳液顆粒的玻璃化溫度(Tg)較高(為了使涂膜具有良好的機械性能,耐候性和耐沾污性，Tg值一般不能太低)，在較低環境溫度下，就很難變形，從而會使融合過程受阻，導致不能成膜，這時往往需要用成膜助劑協助成膜。

    第三，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，形成具有良好性能的均勻涂膜。

    成膜助劑是一種可以揮發的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒了{HotTag}的塑性流動和彈性變形，改善其聚結性，可在廣泛的施工溫度范圍內成膜、理想的成膜助劑應具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低聚臺物的較低成膜溫度；在水巾溶解性��；具有-定的揮發性，成膜過程中能滯留在涂膜中發揮作用，成膜后全部揮發，不影響涂膜性能；不影響乳液的穩定性。

    成膜助劑的種類很多，包括醇類(如笨甲醇)、酯醇類(如Texanol酯醇等)、醇醚類(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)、醇醚酯類(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。常用的成膜助劑有Texanol酯醇、苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。以下就這幾種常用的成膜助劑進行比較試驗。

    2．1主要儀器設備較低成膜溫度儀(日本理學工業公司，IV605)

    2．2試驗用的乳液本試驗采用在國內具有代表性、使用廣泛的純丙、苯丙、醋丙、叔醋等乳液，如長興、巴斯夫、聯碳、國民淀粉、羅門哈斯、江蘇口出集團、北京東方化工J一、北京通州互益化工廠、北京振翔貿易公百公司、山東青州寶達化工廠、北京科信工業貿易有限責任公可等的產品，因篇幅關系，本文僅提供部分試驗數據。

    2．3成膜助劑在乳液及涂料中的性能試驗相容性試驗：乳液與成膜助劑Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合，攪拌均勻，觀察乳液的性狀。

    乳液粘度的測定：在相容性正常的乳液中加人成膜助劑后測定其牯度，觀察粘度變化情況。

    乳液攝低成膜溫度的測定：將可相容的乳液與幾種成膜助劑混合，測定其較低成膜溫度(MFT)。

    乳液凍融穩定性試驗：將相容性正常的乳液加入相應量孔液較低成膜溫度降至0℃的較你用量)的Texanol、BA、EB和PPH成膜助劑．于-10％的冰箱中放置16h取出后于標準條件(室溫23±2℃，相對濕度50±5％)下放置8h，如此反復5個循環，觀察乳液較終狀態。

    乳液貯存穩定性試驗：將相容性正常的乳液加入相應量(乳液較低成膜溫度降低至0℃的較低用量)的Texanol酯醇、苯甲醇、EB、PPH成膜助劑，在標準條件(室溫23±2℃，相對濕度50±5％)下放置3個月，定期觀察乳液的狀態，測定其粘度、pH值。

    2．4涂料的性能檢測

    選用不同的成膜助劑(Texanol、EB、PPH和BA)，比較其對涂料性能的影響。PPH和BA不能直接加入，將其與醇類溶劑混合，在配漆過程中緩慢滴加，以防止造成絮凝；EB若在攪拌情況下緩慢加入，可不與醇類溶劑混合，但加入速度應緩慢。

    依據國家標準GB／T9755—95進行性能測試(耐老化性除外)，在耐擦洗性方面Texanol酯醇有比較突出的優勢，很可能是因為其他成膜助劑與純丙乳液的相容性不好，影響了乳液成膜，從而對涂料的性能造成影響。生產時應注意成膜助劑不能添加太快，以免產生絮凝而影響涂料的性能。

    3結果與討論

    3．1成膜助劑與乳液的相容性

    成膜助劑與乳液的相容性試驗結果：BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好，PPH在除純丙乳液外的其他乳液中相容性好，但這幾種成膜助劑都要緩慢滴加。否則也容易造成絮凝。對于純丙乳液，加人此三種成膜助劑都會產生絮凝，有時可以將這幾種成膜助劑與醇類溶劑混合后加到乳液中，以免造成破乳。Trexanol酯醇與我們收集到的任何一種乳液的相容性都很好，且添加方式簡易，不容易造成破乳，對乳液具有普遍性。

　　3．2對乳液粘度的影響加入成膜助劑后，乳液的粘度基本上都有所增大。這是因為成膜助劑會軟化乳液粒子，乳液粒子溶脹而變大，只要加量適當，不會影響乳液的使用。但是，由于乳液粒子的溶脹，其表面上起保護作用的表面活性劑及保護膠體的濃度相應降低．甚至被大量成膜助劑取代，而使乳液不穩定。

　　3．3對乳液MFT的影響

　　成膜助劑對乳液MFT的影響：對于相容性好的乳液，要達到較低成膜溫度O℃時的成膜助劑的用量，對于苯丙乳液，加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小，這可能是因為相似相容原理，苯甲醇能在較大程度上軟化苯丙乳液粒子，使之以較少的用量就將乳液的較低成膜溫度降至0℃，但其毒性較大，對其他類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。EB可溶于水，加到乳液中后，不易與乳液粒子接觸，所以其用量相應要大些，但由于其揮發速度與水相當，甚至更快，所以對成膜不利。進而影響涂層的性能。PPH對苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易與乳液粒子接觸。因此，對于PPH可相容的乳液，與Texan0l酯醇效果差不多，但對十純丙乳液或其他類型的乳液，Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助劑簡易，且用量不大。

 　 3．4對乳液凍融穩定性的影響加入成膜助劑對乳液的凍融穩定性有一定影響。經過5次循環以后，乳液均凝聚，其原因是成膜助劑使乳液粒子溶脹，且使保護膠體濃度相應降低的緣故，所以若用成膜助劑與乳液配制成基料再使用，就要注意不能在低溫下放置貯存。

    3．5對乳液貯存穩定性的影響

　　成膜助劑對乳液的貯存穩定性沒有影響(僅針對相容性好的乳液)，隨著時間的推延，有些乳液的pH值略微下降，這是中和乳液時所用的氨水揮發所致。

    乳膠漆成膜機理：

    乳膠漆涂料的成膜分為三個過程，乳膠顆粒緊密堆積，乳膠顆粒融結、聚合物鏈端相互擴散。

    乳膠漆涂布于基底上，涂料中揮發分（主要為水分）外蒸內吸，涂料固含量不斷增加，顆粒相互接近較后達到較緊密的堆積。

    干燥繼續進行，覆蓋于乳膠顆粒表面的吸附層被破壞，裸露的聚合物顆粒表面直接接觸，在聚結溶劑的溶漲溶解作用下，顆粒軟化變形融結而成連續薄膜。

    乳膠顆粒融結同時和之后，聚合物表面的鏈端分子相互滲透、擴散，涂膜進一步均勻化。

    乳膠漆成膜與天氣狀況關系很大，高溫、大風，低濕度，低溫、過度潮濕等都將導致乳膠粒子成膜不良，影響涂膜性能。