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化易AI
2023-02-21回答
成膜劑 Coalescent
成膜劑一般具有較高的沸點，當加入到涂料中時，可以塑化或使體系軟化，從而有助于漆膜的形成。在乳膠漆成膜或干燥過程中，成膜劑有助于體系從液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變，一般使用成膜劑可以得到較好的漆膜，成膜劑的用量影響漆膜的干燥時間和最終漆膜的性能。
在乳膠漆中，乳液高聚物一般由分散在水中的微小的固體聚合物粒子組成，剛開始干燥時，體系中的水開始蒸發(fā)，乳膠粒子越來越接近在一起。一開始，粒子間的斥力使粒子相互分離，但是最后粒子聚集在一起，乳液收縮，同時在粒子間強大的作用力下，粒子聚集在一起，形成連續(xù)的膜。
當乳膠收縮時，如果乳膠粒子足夠軟，則這些粒子可以融合在一起。如果粒子很硬，則這些粒子很難融合在一起，形成的漆膜容易龜裂，成薄片或粉狀。成膜劑可以使乳膠粒子變軟，從而使他們?nèi)诤显谝黄鹦纬蛇B續(xù)的膜。因此，成膜劑也通常被稱為瞬時塑化劑。成膜劑必須能夠從漆膜中揮發(fā)。一個良好的成膜劑必須具有以下性能：是涂料中聚合物組分的活性溶劑；可以有效降低體系的最低成膜溫度；其在漆膜中的揮發(fā)速率必須低于氺，而且在水中有較低的溶解性。
高聚物的成膜性與溫度有關(guān)，每個高聚物都有自己的成膜溫度，低于此溫度高聚物就不會成膜。此溫度稱為高聚物的最低成膜溫度。有一些高聚物的最低成膜溫度很低，而且很容易成膜，但是不適合用于涂料。高聚物如果要在最低成膜溫度以下成膜，必須要在高聚物中加入成膜劑。在設(shè)計涂料配方時，必須考慮到苛刻的溫度和濕度條件，利用混合溶劑可以改變漆膜的硬度，成膜劑的用量影響漆膜的干燥時間及最后漆膜的性能。
成膜劑的選擇主要取決于高聚物的本體性質(zhì)、高聚物與這些化合物的兼容性及吸附性。
成膜劑在乳液的使用溫度下，使乳膠粒子軟化，從而使乳膠能夠粘性流動而融合在一起成膜。成膜劑的揮發(fā)速率是非常重要的，只有通過揮發(fā)，使乳膠成膜，并且使成膜劑不會留在漆膜中。一些成膜劑的揮發(fā)速率非常快，例如乙二醇醚類，也有一些成膜劑的揮發(fā)速率很慢。在設(shè)計涂料配方時，必須考慮到水的揮發(fā)速率，尤其是在一定的濕度條件下，這種情況可能在涂料施工的情況下存在，它對漆膜的形成影響很大。當濕度增加時，將會降低水的揮發(fā)速率。但是，濕度對成膜劑的揮發(fā)速率沒有影響。在較低的濕度條件下，可以使用揮發(fā)速率較快的成膜劑。較常用的是乙烯基乙二醇丁基醚。在高濕度條件下，需要用揮發(fā)速率較慢的成膜劑。在設(shè)計涂料配方時，可以使用復(fù)合成膜劑，以得到較好的膜和較快的固化速率。
許多年來，乙烯基乙二醇丁基醚成膜劑一直在許多工業(yè)涂料領(lǐng)域應(yīng)用，這不是偶然的，它揮發(fā)速率較快，并且與其他揮發(fā)較快的成膜劑相比，其對乳膠粒子還有膨脹的效應(yīng)。它能非常有效降低乳膠的最低成膜溫度。
在設(shè)計涂料配方時，很重要的一點是考慮到成膜劑的活性及其在成膜劑中的分層現(xiàn)象。溶解度參數(shù)影響成膜劑的活性。
因為水性乳液是兩相體系，主要是水相和聚合物相，成膜劑在這兩相容易分層，成膜劑在這兩相的濃度主要取決于聚合物和溶劑的親水和親油的平衡。成膜劑在兩相的分配方式是考慮成膜劑活性的最主要的因素。親油性的成膜劑主要分散在親油性的聚合物相中，只有少量存在于水相中。相反，親水性的成膜劑主要分散在水相中，只有少量存在于聚合物相中。成膜助溶劑的選擇和用量對體系的增稠劑也有影響，成膜助溶劑影響增稠劑的效率和其他性能。成膜助溶劑緊密地參與到成膜過程中，因此其對漆膜的光澤，耐腐蝕性、耐水性、粘結(jié)性及干燥時間都有影響。
二乙烯乙二醇單丁基醚是低揮發(fā)性成膜劑，當涂料用空氣干燥時，為了保證得到好的漆膜，可以使用此成膜劑。當涂料在高濕度條件下，以空氣干燥形式成膜，可以使用低揮發(fā)性的成膜助溶劑。
不溶于誰的成膜助劑例如：二乙烯乙二醇單丁基醚等是親油性溶劑，如果在使用前不與水溶性的溶劑預(yù)先混合，則在漆膜中容易引起粒子。
隨著聚合物技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了不含溶劑的建筑乳膠漆。這種乳膠漆不需要使用成膜劑或塑化劑、共溶劑便可獲得傳統(tǒng)的乳膠漆的低溫外觀、耐用性、成膜性及晾置時間等性能。同時這種乳膠漆的顯著優(yōu)點是在生產(chǎn)和施工使用過程中沒有異味。這些組分包括顏料分散劑、表面活性劑、流變改性劑及基材潤濕劑。
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