水性涂料

    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凝结成膜，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。

   广泛用于水性环保涂料、防水涂料、船舶涂料等。上海曹氏化工科技发展有限公司涂料行业产品中，大多可用作油漆、油墨等的溶剂，如丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚，二丙二醇丁醚是众多水性涂料最有效的成膜助剂之一。

化学状态及类型

化学类型：

1、醇类（如苯甲醇BA、乙二醇、丙二醇、乙二醇）；

2、醇酯类（如十二碳醇酯即Texanol酯醇或醇酯-12）；

3、醇醚类（如乙二醇丁醚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）；

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型乳液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。

选择标准

       理想的成膜助剂应具有下列特性：

       1、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，不会影响漆膜的外观及其光泽；

2、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；

3、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；

4、加入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。

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：

1、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。

2、颗粒融合过程。

随着水份的进一步挥发，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。

3、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。