成膜助剂的助成膜机理、性能与发展趋势.pdf

维普资讯 l4 化 学建材 2004年 成膜助剂的助成膜机理、性能和发展趋势 林宣益 (上海申得欧有限公司，上海201201) 提要：本文首次提出成膜助剂提供足够的自由体积，以使乳胶粒变形和乳胶分子链段扩散、缠绕而融合成连续膜 的助成膜机理。并介绍了成膜助剂的要求、结构、分类、性能比较、使用和发展趋势等。 关键词：成膜助剂； 助成膜机理； 结构； 性能 中图分类号：TU563 文献标识码：B 文章编号：1004—1672(2004)04—0014—06 乳胶漆的漆膜通常是热塑性的，为了保证其性 有足够的空间进行分子链扩散和构象调整。因此高 能，所以不能太软。实际上，希望乳液聚合物的玻 聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。 璃化温度尽可能地高，这样涂膜的性能，尤其是硬 在玻璃态下，加热高聚物时，随着温度升高，分 度和耐沾污性就 比较好。但事情总是二方面的，好 子已占体积膨胀，但自由体积没有膨胀。温度达到 性能的同时是乳胶漆的最低成膜温度(MFT)也比较 后，两部分体积同时膨胀。高分子聚合物链段获 高，给较低温度下施工和成膜就带来问题。因此往 得足够的动能和必要的自由空间，进行扩散和构象 往要加成膜助剂，降低MFT，达到高性能与低施工 调整。因此玻璃化温度也可定义为高聚物温度膨胀 温度的平衡 l【I。 (或收缩)系数改变点。 l成膜助剂助成膜机理 由图1可见，只有当温度高于 时，自由体积 成膜助剂的助成膜机理与 自由体积紧密相关， 才超过 2．5％，其大小取决于(丁’一 )和体积膨胀系 因此，首先对自由体积作一简单介绍。 数。 1．1自由体积 I 1．2助成膜机理 无定形材料的体积由两部分组成：一部分是被 乳胶漆的成膜是由水分挥发，乳胶粒变形和乳 分子占据的体积，称为已占体积；另一部分是未被 胶分子链段扩散缠绕而融合成连续膜。乳胶粒变形 分子占据的体积，称为自由体积。以比容(单位质量 和分子链段扩散都要求乳胶聚合物体系中有大于 的体积)对温度作图，结果如图l所示。阴影部分即 2．5％自由体积。这里所谓的乳胶聚合物体系，是指 为自由体积。 乳胶漆中除颜料和填料外的所有组分混合体。否则 乳胶粒处于玻璃态而无法变形，乳胶分子链段和自 由体积处于冻结状态而不能扩散。换言之，乳胶漆 的成膜温度必须高于乳胶聚合物体系的 。这里还 要注意二个问题。一是在成膜过程中，乳胶聚合物 体系的 是变化的，随着成膜助剂和水的挥发，乳 胶聚合物体系的 会升高；二是由于颜料和填料的 影响，乳胶漆的最低成膜温度还会高于乳胶聚合物 图1自由体积示意图 体系的 。也就是说，随着颜料和填料的加入，成