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常用成膜助劑種類
成膜助劑通常是溶解性很強且揮發性非常緩慢的溶劑。成膜助劑又稱凝聚劑、聚結劑，它能使聚合物粒子溶脹、受壓變形，從而降低乳液及乳膠漆的最低成膜溫度。成膜助劑常常為高沸點的溶劑，具有一定的揮發性，在涂膜形成后慢慢揮發。如醇酯（十二碳醇酯）類、乙二醇醚類和乙二醇酯類。它們能夠軟化乳膠聚合物顆粒，使這些顆粒聚結融合再一起，更好地形成薄膜。成膜助劑除降低乳膠漆最低成膜溫度（MFFT）外，還可以改善乳膠漆的耐氣候性、可擦洗性、涂層的展色性等漆膜性能。十二碳醇酯是一種極好的乳膠漆成膜助劑，它可以有效地用于聚乙酸乙烯均聚物、共聚物和三聚物中，以及純丙烯酸、苯乙烯/丙烯酸、聚丁苯乙烯和乙烯基乙酸乙烯等乳膠中。
第一章成膜助劑的助成膜機理
與溶劑型涂料不同，乳膠漆的成膜機理一般分為以下過程：
第一，充填過程。乳膠漆施工后，隨著水分逐漸揮發，原先以靜電斥力和空間位阻穩定作用而保持分散狀態的聚合物顆粒和顏料、填料顆粒逐漸靠攏，但仍可以自由運動。在該階段，水分的揮發與單純水的揮發相似，為恒速揮發。
第二，融合過程。隨著水分的進一步揮發，聚合物微粒表面吸附的保護層破壞，裸露的微粒相互接觸，其間隙愈來愈小，至毛細管經大小時，由于毛細管作用，其毛細管壓力高于聚合物微粒的抗變形力，微粒變形，最后凝集、融合成連續的涂膜。這一過程是乳膠漆能否成膜的關鍵，若乳液聚合物的玻璃化溫度（Tg）較高（為了使涂膜具有良好的機械性能，耐候性和沾污性，Tg值一般不能太低），在較低環境溫度下，就很難變形，從而會使融合過程受阻，導致不能成膜，這時需要用成膜助劑協助成膜。成膜助劑可以使乳膠粒子溶脹變軟，因此，很容易使他們融合在一起形成連續的膜。
第三，擴散過程。殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散，并使聚合物長鏈相互擴散、滲透、纏繞形成具有良好性能的均勻涂膜。隨著成膜助劑從漆膜中逐漸揮發，最終達到理想的漆膜性能。
第二章
成膜助劑分類及組成、理化性質
一、成膜助劑分類
成膜助劑是一種可以揮發的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒子的塑性流動和彈性變形，改善其聚結性，可在廣泛的施工溫度范圍內成膜。理想的成膜助劑應具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低乳液聚合物的最低成膜溫度；在水中溶解度??；具有一定的揮發性，成膜過程中能滯留在涂膜中發揮作用，成膜后全部揮發，不影響漆膜性能；不影響乳液的穩定性。
成膜助劑的種類很多
一、醇類（如苯甲醇）
二、醇酯類（如十二碳醇酯）
三、醇醚類（乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等）
四、醇醚酯類(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。
常用的成膜助劑有十二碳醇酯（即Texanol酯醇或醇酯—12）、苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）。
二、十二碳醇酯的組成及物理化學特性
化學名稱為：2，2，4—三甲基1,3—戊二醇單異丁酸酯
十二碳醇酯結構式
點擊此處查看全部新聞圖片
分子量（C12H24O3） 216.3?
?????含量（％）≥ 99
?????比重（20℃） 0.95
折光指數（20℃） 1.4423
水中溶解度（20℃）
不溶
揮發速度（醋酸丁酯=1） 0.002
沸點（760mmHg）/℃ 255
凝固點/℃ —50
十二碳醇酯是目前乳膠漆產品使用范圍廣，用量最大，性能優異的成膜助劑，被涂料行業公認為目前市場上乳膠漆最理想的環保型成膜助劑。其突出的優點如下：
1、適應性強，多種乳膠體系都具有良好的成膜效果，可以滿足各種成膜要求。
2、用量少，使用少量的十二碳醇酯可以達到優良的成膜效果，表現出很好的高效性。
3、能夠確保漆膜的密實性，使乳膠漆在不利的溫度和濕度下干燥時達到良好的漆膜性能。
4、在不同PH的乳膠漆中有很好的電解質穩定性。
5、其與水的不相容性可以最大程度避免乳膠漆滲入多孔底材中，從而可以持漆膜原有光澤，提高乳膠對顏填料的包覆率。
6、可以做為高固體份涂料的慢干劑，并且在凸版和平板油墨中做為除臭劑來調節溶劑體系的活性。
7、十二碳醇酯可賦予漆膜更好的耐候性、耐擦洗性、光澤及展色性等漆膜性能。
三、丙二醇苯醚（PPH）的組成及物理化學特性
化學名稱：1—苯氧基—2—丙醇（丙二醇苯醚、苯氧異丙醇）
丙二醇苯醚（PPH）結構式
點擊此處查看全部新聞圖片
分子式： C9H12O2
分子量： 152.19
有效成分（％） ≥98.5
比重
（25℃） 1.06
水中溶解度（％） 1.1
揮發速度（醋酸乙酯＝1） 0.007
沸點（760mmHg ℃） 243
丙二醇苯醚（PPH）的特性
丙二醇苯醚（PPH）為無色透明液體，氣味溫和。對大多數乳液及樹脂有較強的溶劑能力，水溶性小。在苯丙乳液中相容性好，添加量較低。在除純丙乳液外的其它乳液中相容性較好，但需要緩慢滴加，否則容易造成絮凝；對于純丙乳液，加入PPH會產生絮凝，可以將PPH與醇類溶劑混合后加到乳液中以免造成破乳。
丙二醇苯醚（PPH）與的成膜助劑(如醇酯-12)相比，在漆膜完全成型，相同光澤、流動性、抗流掛性、展色性、耐擦洗條件下，KL—PPH的用量可降低30％～50％左右，綜合成膜效率提高1．5～2倍，生產成本顯著下降。另外，該產品對于顏料的加入，不但具有一定的濕潤分散作用，還可以改善乳膠漆中顏料的均勻性及穩定性，對于漆膜的耐擦洗性能、凍融穩定性、附著力、機械強度均有一定的推進作用
KL—PPH亦可作為優良的有機溶劑或改性助劑，替代毒性或氣味較大的異佛爾酮、苯甲醇、乙二醇醚及其它丙二醇醚系列。因其毒性低，混溶性好，揮發速率適中，優異的聚結及偶合能力，較低的表面張力，可廣泛應用于建筑涂料、高檔汽車涂料及汽車修補涂料、電泳涂料、船舶集裝箱涂料、木器涂料、卷材和卷鋼涂料中；還可用于油墨、脫漆劑、粘合劑、絕緣材料、清洗劑、增塑劑以及用作紡織、印染的環保載體溶劑等
第三章 成膜助劑性能比較及使用
在設計涂料配方時，很重要的一點是考慮到成膜助劑的活性及其在乳液中的分層現象。溶解度參數影響成膜助劑的活性，因為水性乳液是兩相體系，主要是水相和聚合物相，成膜助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。成膜助劑在兩相的分配方式是成膜助劑活性的主要因素，親油性的成膜助劑主要分數在親油性的聚合物中，只有少量存在于水中；親水性的成膜助劑主要分數在水相中，只有少量存在于聚合物中。成膜助劑緊密地參與到成膜過程中，因此其對漆膜的光澤、耐擦洗性、腐蝕性、耐水性、及干燥時間都有影響。
3.1成膜助劑與乳液的相容性
成膜助劑與乳液的相容試驗結果表明：苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）在苯丙乳液中相容性好，PPH在純丙乳液外的其他乳液中相容性好，但這幾種成膜助劑都要緩慢滴加，否則容易造成絮凝。對于純丙乳液，加入上述三種成膜助劑都會產生絮凝，易造成破乳。十二碳醇酯在任何一種乳液中的相容性都很好，且添加方式簡單，不易造成破乳，對乳液具有普遍性。
3.2對乳液最低成膜溫度的影響
乳膠的最低成膜溫度是指乳膠形成不開裂、連續涂膜的最低溫度。要達到最低成膜溫度0℃時成膜助劑的用量越少越好。對于苯丙乳液，加入苯甲醇的量要比其它成膜助劑少，這可能是因為相似相容原理，苯甲醇能最大程度上軟化苯丙乳液粒子，使之以較少的用量就使乳液的最低成膜溫度降至0℃.但是苯甲醇的毒性較大，對其它類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。乙二醇丁醚可溶于水，加到乳液中后不易與乳膠粒子接觸，所以其用量相應要多些，由于其揮發速度與水相當，甚至更快，所以對成膜不利，進而影響涂膜性能。PPH對苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易與乳液粒子接觸，效果不理想。因此，對于PPH相容的乳液，與十二碳醇酯效果差不多，但對于純丙乳液或其它類型的乳液，十二碳醇酯在加入方式上比其它成膜助劑方便簡易，而且用量少。
3.3十二碳醇酯用于乳膠漆中的特性
十二碳醇酯是乳膠類聚合物的強溶劑，并且水解穩定性非常好，因而其適用范圍廣（可用于包括高PH值的純丙、苯丙、醋丙、硅丙、及聚醋酸乙烯等多種乳液當中）、聚結性能高，是一種非常理想的成膜助劑。
第一章成膜助劑的助成膜機理
與溶劑型涂料不同，乳膠漆的成膜機理一般分為以下過程：
第一，充填過程。乳膠漆施工后，隨著水分逐漸揮發，原先以靜電斥力和空間位阻穩定作用而保持分散狀態的聚合物顆粒和顏料、填料顆粒逐漸靠攏，但仍可以自由運動。在該階段，水分的揮發與單純水的揮發相似，為恒速揮發。
第二，融合過程。隨著水分的進一步揮發，聚合物微粒表面吸附的保護層破壞，裸露的微粒相互接觸，其間隙愈來愈小，至毛細管經大小時，由于毛細管作用，其毛細管壓力高于聚合物微粒的抗變形力，微粒變形，最后凝集、融合成連續的涂膜。這一過程是乳膠漆能否成膜的關鍵，若乳液聚合物的玻璃化溫度（Tg）較高（為了使涂膜具有良好的機械性能，耐候性和沾污性，Tg值一般不能太低），在較低環境溫度下，就很難變形，從而會使融合過程受阻，導致不能成膜，這時需要用成膜助劑協助成膜。成膜助劑可以使乳膠粒子溶脹變軟，因此，很容易使他們融合在一起形成連續的膜。
第三，擴散過程。殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散，并使聚合物長鏈相互擴散、滲透、纏繞形成具有良好性能的均勻涂膜。隨著成膜助劑從漆膜中逐漸揮發，最終達到理想的漆膜性能。
第二章
成膜助劑分類及組成、理化性質
一、成膜助劑分類
成膜助劑是一種可以揮發的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒子的塑性流動和彈性變形，改善其聚結性，可在廣泛的施工溫度范圍內成膜。理想的成膜助劑應具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低乳液聚合物的最低成膜溫度；在水中溶解度??；具有一定的揮發性，成膜過程中能滯留在涂膜中發揮作用，成膜后全部揮發，不影響漆膜性能；不影響乳液的穩定性。
成膜助劑的種類很多
一、醇類（如苯甲醇）
二、醇酯類（如十二碳醇酯）
三、醇醚類（乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等）
四、醇醚酯類(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。
常用的成膜助劑有十二碳醇酯（即Texanol酯醇或醇酯—12）、苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）。
二、十二碳醇酯的組成及物理化學特性
化學名稱為：2，2，4—三甲基1,3—戊二醇單異丁酸酯
十二碳醇酯結構式
點擊此處查看全部新聞圖片
分子量（C12H24O3） 216.3?
?????含量（％）≥ 99
?????比重（20℃） 0.95
折光指數（20℃） 1.4423
水中溶解度（20℃）
不溶
揮發速度（醋酸丁酯=1） 0.002
沸點（760mmHg）/℃ 255
凝固點/℃ —50
十二碳醇酯是目前乳膠漆產品使用范圍廣，用量最大，性能優異的成膜助劑，被涂料行業公認為目前市場上乳膠漆最理想的環保型成膜助劑。其突出的優點如下：
1、適應性強，多種乳膠體系都具有良好的成膜效果，可以滿足各種成膜要求。
2、用量少，使用少量的十二碳醇酯可以達到優良的成膜效果，表現出很好的高效性。
3、能夠確保漆膜的密實性，使乳膠漆在不利的溫度和濕度下干燥時達到良好的漆膜性能。
4、在不同PH的乳膠漆中有很好的電解質穩定性。
5、其與水的不相容性可以最大程度避免乳膠漆滲入多孔底材中，從而可以持漆膜原有光澤，提高乳膠對顏填料的包覆率。
6、可以做為高固體份涂料的慢干劑，并且在凸版和平板油墨中做為除臭劑來調節溶劑體系的活性。
7、十二碳醇酯可賦予漆膜更好的耐候性、耐擦洗性、光澤及展色性等漆膜性能。
三、丙二醇苯醚（PPH）的組成及物理化學特性
化學名稱：1—苯氧基—2—丙醇（丙二醇苯醚、苯氧異丙醇）
丙二醇苯醚（PPH）結構式
點擊此處查看全部新聞圖片
分子式： C9H12O2
分子量： 152.19
有效成分（％） ≥98.5
比重
（25℃） 1.06
水中溶解度（％） 1.1
揮發速度（醋酸乙酯＝1） 0.007
沸點（760mmHg ℃） 243
丙二醇苯醚（PPH）的特性
丙二醇苯醚（PPH）為無色透明液體，氣味溫和。對大多數乳液及樹脂有較強的溶劑能力，水溶性小。在苯丙乳液中相容性好，添加量較低。在除純丙乳液外的其它乳液中相容性較好，但需要緩慢滴加，否則容易造成絮凝；對于純丙乳液，加入PPH會產生絮凝，可以將PPH與醇類溶劑混合后加到乳液中以免造成破乳。
丙二醇苯醚（PPH）與的成膜助劑(如醇酯-12)相比，在漆膜完全成型，相同光澤、流動性、抗流掛性、展色性、耐擦洗條件下，KL—PPH的用量可降低30％～50％左右，綜合成膜效率提高1．5～2倍，生產成本顯著下降。另外，該產品對于顏料的加入，不但具有一定的濕潤分散作用，還可以改善乳膠漆中顏料的均勻性及穩定性，對于漆膜的耐擦洗性能、凍融穩定性、附著力、機械強度均有一定的推進作用
KL—PPH亦可作為優良的有機溶劑或改性助劑，替代毒性或氣味較大的異佛爾酮、苯甲醇、乙二醇醚及其它丙二醇醚系列。因其毒性低，混溶性好，揮發速率適中，優異的聚結及偶合能力，較低的表面張力，可廣泛應用于建筑涂料、高檔汽車涂料及汽車修補涂料、電泳涂料、船舶集裝箱涂料、木器涂料、卷材和卷鋼涂料中；還可用于油墨、脫漆劑、粘合劑、絕緣材料、清洗劑、增塑劑以及用作紡織、印染的環保載體溶劑等
第三章 成膜助劑性能比較及使用
在設計涂料配方時，很重要的一點是考慮到成膜助劑的活性及其在乳液中的分層現象。溶解度參數影響成膜助劑的活性，因為水性乳液是兩相體系，主要是水相和聚合物相，成膜助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。成膜助劑在兩相的分配方式是成膜助劑活性的主要因素，親油性的成膜助劑主要分數在親油性的聚合物中，只有少量存在于水中；親水性的成膜助劑主要分數在水相中，只有少量存在于聚合物中。成膜助劑緊密地參與到成膜過程中，因此其對漆膜的光澤、耐擦洗性、腐蝕性、耐水性、及干燥時間都有影響。
3.1成膜助劑與乳液的相容性
成膜助劑與乳液的相容試驗結果表明：苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）在苯丙乳液中相容性好，PPH在純丙乳液外的其他乳液中相容性好，但這幾種成膜助劑都要緩慢滴加，否則容易造成絮凝。對于純丙乳液，加入上述三種成膜助劑都會產生絮凝，易造成破乳。十二碳醇酯在任何一種乳液中的相容性都很好，且添加方式簡單，不易造成破乳，對乳液具有普遍性。
3.2對乳液最低成膜溫度的影響
乳膠的最低成膜溫度是指乳膠形成不開裂、連續涂膜的最低溫度。要達到最低成膜溫度0℃時成膜助劑的用量越少越好。對于苯丙乳液，加入苯甲醇的量要比其它成膜助劑少，這可能是因為相似相容原理，苯甲醇能最大程度上軟化苯丙乳液粒子，使之以較少的用量就使乳液的最低成膜溫度降至0℃.但是苯甲醇的毒性較大，對其它類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。乙二醇丁醚可溶于水，加到乳液中后不易與乳膠粒子接觸，所以其用量相應要多些，由于其揮發速度與水相當，甚至更快，所以對成膜不利，進而影響涂膜性能。PPH對苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易與乳液粒子接觸，效果不理想。因此，對于PPH相容的乳液，與十二碳醇酯效果差不多，但對于純丙乳液或其它類型的乳液，十二碳醇酯在加入方式上比其它成膜助劑方便簡易，而且用量少。
3.3十二碳醇酯用于乳膠漆中的特性
十二碳醇酯是乳膠類聚合物的強溶劑，并且水解穩定性非常好，因而其適用范圍廣（可用于包括高PH值的純丙、苯丙、醋丙、硅丙、及聚醋酸乙烯等多種乳液當中）、聚結性能高，是一種非常理想的成膜助劑。
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