涂料成膜助剂使用时会受到哪些因素影响?

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。成膜助剂在使用过程中也会受到一些因素的关系,效果有所影响,接下来小编分享4点影响因素的内容,让大家在使用过程中能够有所注意。

影响涂料成膜助剂因素

一、最低成膜温度

乳胶的最低成膜温度是指乳胶形成不开裂、连续涂膜的最低温度,直至达到最低成膜温度0℃时成膜助剂的用量越少越好。成膜助剂的作用类似于增塑剂,加入成膜助剂后能降低乳液的最低成膜温度,降低的幅度随成膜助剂用量的增大而增大。由此我们认为:

1)最低成膜温度降低的幅度随成膜助剂用量的增加而增大,但是最低成膜温度降至一定程度后再多加成膜助剂无济于事,所以应选取效果最好的成膜助剂并且使用最小用量;

2)由于水性体系的特殊性,往往成膜温度最低只能降到0℃左右,此后加大成膜助剂用量成膜温度也不再有明显的下降;

3)对同一种基料,不同的成膜助剂降低,最低成膜温度的效果截然不同,有的十分明显,有的几乎不能降低最低成膜温度;

4)不同类型的基料,同一种成膜助剂效果也完全不一样,在一种乳液体系中添加少量就有显著效果的成膜助剂在另一种乳液体系中可能作用不明显,甚至完全无效。因此,针对特定的水性涂料体系筛选最佳成膜助剂的品种和用量是非常必要的。

二、涂膜硬度

成膜助剂多为分子量较大的高沸点有机化合物,迁移速度慢,挥发速率低,延长了达到最终硬度的时间。水性涂料成膜后成膜助剂对涂膜硬度展现的影响主要取决于2个因素:成膜助剂在涂膜中的迁移速度和在空气中的挥发速率。

我们比较同一种漆中分别添加邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和三种成膜助剂,醇酯-12(Texano1)、二丙二醇正丁醚(DPnB)和三丙二醇正丁醚(TPnB )后涂膜硬度随时间的变化,加有DBP的涂膜46d后涂膜硬度几乎没有增长,硬度始终很低有Texanol的46d后硬度低于加醇醚的;分别含有2种醇醚的涂膜硬度增长相对较快,其中DPnB 的硬度展现最快。

三、VOC含量

涂料最为关心是VOC 含量问题, 各国对VOC的标准不同,同一涂料按不同国家的标准,VOC也会有差别。例如:沸点在250℃或更高的成膜助剂按美国环保局(EPA)的法规可能属于VOC之列,但是按中国和澳大利亚的法规显然不能视为VOC;又譬如:聚氨酯分散体合成时常用的溶剂丙酮按美国的法律属于豁免化合物,不算VOC,而按中国和欧盟的法规则认为是VOC。

助溶剂或成膜助剂在水性树脂合成时常常用来降低水化前的树脂黏度,施工时起到改进水性涂料的流变性能以及改善开放时间的作用,成膜过程中能促进高质量涂膜的形成,在水性涂料中起着相当重要的作用,特别对高玻璃化温度和最低成膜温度高的树脂体系,其用量相当大,可占到树脂固含量的10%-100%,有时甚至更高。绝大多数常用成膜助剂的沸点在250℃以下,属于VOC必须考虑之列。

四、成膜助剂的亲水和HLB值

在设计涂料配方时,一定是考虑到成膜助剂的活性及其在乳液中的分层现象。溶解度参数影响成膜助剂的活性,因为水性乳液是两相体系,主要是水相和聚合物相,成膜助剂在这两相的浓度主要取决于聚合物和溶剂的亲水和亲油的平衡。

成膜助剂在两相的分配方式是成膜助剂活性的主要因素,亲油性的成膜助剂主要分数在亲油性的聚合物中,只有少量存在于水中;亲水性的成膜助剂主要分数在水相中,只有少量存在于聚合物中。成膜助剂紧密地参与到成膜过程中,因此其对漆膜的光泽、耐擦洗性、腐蚀性、耐水性、及干燥时间都有影响。

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