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涂料家问答 | 成膜助剂为什么既不能太溶于水,又不能不溶于水?兼谈如何选择成膜助剂

 周工解涂 2023-03-26 发布于上海




乳胶漆体系中的成膜助剂分布在聚合物相和水相中,在两相中成膜助剂具有恒定的分配系数。

在乳胶漆成膜过程中,水的挥发速度比成膜助剂快,而使聚合物微粒中成膜助剂的浓度增大,但水相中成膜助剂通过对流进入漆膜表面而挥发。因而成膜助剂水溶性要小,才具有明显的成膜效果否则就比较浪费了,如丙二醇、乙二醇等溶剂在水中溶解度大,不适合作为成膜助剂,但有利于乳液的防冻性及涂刷性。

理想的成膜助剂应符合以下要求

  • 具有同树脂良好的相容性

成膜助剂必须是强溶剂,达到降低聚合物的玻璃化温度的目的。相容性不好,造成乳胶粒融合不充分,漆膜外观及其光泽下降。溶剂的溶解性符合相似相容的原理,或用溶解度参数测度。

  • 具有适宜的水溶解性

在水中的溶解性要小,易为乳胶微粒吸附而有优良的聚结性能。其微弱的水溶性又可使它易为乳胶漆中的分散剂、表面活性剂及保护胶所乳化。

水溶性大,则成膜助剂分配在水相中,当乳胶涂料涂覆到多孔底材表面时,其中的部分水会吸入到底材中,导致部分成膜助剂不能用于聚合物在底材上的成膜,要达到同样的结果,成膜助剂用量需增加。

  • 具有适宜的挥发速度

成膜前保留在乳胶漆涂层中,水分挥发后,成膜助剂不能残留在干涂膜中,其挥发速率应低于水和乙二醇。由于成膜助剂沸点高,且与树脂的相容性好,最后的痕量成膜助剂挥发很慢,涂膜要经历几周后才能达到所需的硬度。

  • 具有良好的水解稳定性

乳液的pH值一般都在7-10,如果成膜助剂在弱碱性条件下会发生水解,会降低其使用效果。乙二醇醚酯尽管在降低乳液MFT上效果显著,但是会水解、还原成乙二醇醚原始化合物的成膜助剂就不好。

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