成膜过程

合成树脂乳液涂料在成膜过程中，随着水的挥发经历了聚合物粒子的浓缩、聚集迭合、挤压变形、再借助于成膜助剂融合成膜的过程。可见乳液涂料的成膜过程长，并且是非分子级的。任何阶段都有可能产生不完全性，特别是最后阶段，乳液粒子借助于成膜助剂形成均匀的连续相是涂料最终性能的根本保证。而溶剂型涂料成膜时，随着有机溶剂的挥发聚合物始终以分子状态浓缩聚结，成膜阶段单一，这种分子级的聚结过程使得成膜时产生局部不均匀的可能性小。

乳液型涂料的成膜过程很长，即涂料形成完整涂膜需要的时间长，这与水的蒸发潜热较高有关。但是，涂料的表干时间仍很短(相对湿度为55%时,23℃下约15~20min;30℃下约7~10min),因为表干阶段只需要部分水挥发即可达到。涂料完全干燥至少要7d,冬季可能要20d以上，取决于施工环境的温湿度。

最低成膜温度

最低成膜温度常常简写为MFT,就是乳液或者乳液型涂料能够形成完整涂膜的最低温度。如果成膜过程的温度低于最低成膜温度，则不能够形成完整的涂膜，最常见的是涂膜出现微细裂纹或者粉化等症状。只有当成膜过程的温度高于聚合物的MFT时，聚合物才能够形成连续薄膜。

成膜助剂是能够降低乳液涂料最低成膜温度的涂料助剂，是对乳液中聚合物微粒具有

(1)作用原理溶解性，又能够和水相互混溶的溶剂。成膜助剂在乳液粒子的融合和结膜阶段起着溶剂的作用，使聚合物颗粒表面溶胀、变软，使其在成膜过程中更容易变形。在成膜助剂的作用下，乳液粒子之间的界面消失，形成连续均匀的膜。这就增大了低温成膜的可能性，最低成膜温度随成膜助剂的增加而下降。用量继续增大后，降低MFT的作用减少，再增大用量就看不出有多大效果了。而成膜助剂最终会从涂膜中逸出，是涂料中VOC的主要来源，不宜多加，控制在涂料配方量的1%~2.5%为宜(与乳液用量和乳液的玻璃化温度显著相关)。大多数配方体系中，使用一种成膜助剂即可，但有时也需用几种成膜助剂来起增溶作用，以调节挥发速度。Tg高的硬聚合物乳液应选挥发速度慢和增溶作用大的成膜助剂。

(2)对成膜助剂的性能要求

为了能够有效降低最低成膜温度，要求成膜助剂具有以下性能。

①水不溶性当乳液涂料涂覆到多孔底材表面时，其中的部分水分会吸入到底材中。因此，会有部分水溶性成膜助剂不能有助于聚合物在这类底材表面上成膜。这就意味着达到同样结果时，水溶性成膜助剂用量应比水不溶性成膜助剂大。

②挥发速率在水分挥发后，成膜助剂会使树脂颗粒变软，但成膜助剂不能残留在于涂膜中。由于成膜助剂与其能溶解的树脂具有较好的相容性，最后的微量成膜助剂挥发得很慢。因此，实际涂膜要经历几周才能变硬。

③低凝固点乳液涂料冬季室外贮存时，要求凝固点低。有些溶剂，是优质的乳液涂料用成膜助剂，但在10℃以上就凝固，可以想象，在冬季使用凝固的液态成膜助剂会到某些限制。

④水解稳定性有些乳液pH值在9左右，如果成膜助剂用在这类乳液中就会发生水解，降低其使用效果。乙二醇醚酯就是一种会水解的成膜助剂。尽管这些醇醚酯类在降低乳液MFT上效果显著，但会水解还原成乙醇醚原始化合物。

作者：涂料老工 文章来源：涂料技术与施工技巧