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化易AI
2023-02-21回答
成膜剂 Coalescent
成膜剂一般具有较高的沸点，当加入到涂料中时，可以塑化或使体系软化，从而有助于漆膜的形成。在乳胶漆成膜或干燥过程中，成膜剂有助于体系从液态向固态的转变，一般使用成膜剂可以得到较好的漆膜，成膜剂的用量影响漆膜的干燥时间和最终漆膜的性能。
在乳胶漆中，乳液高聚物一般由分散在水中的微小的固体聚合物粒子组成，刚开始干燥时，体系中的水开始蒸发，乳胶粒子越来越接近在一起。一开始，粒子间的斥力使粒子相互分离，但是最后粒子聚集在一起，乳液收缩，同时在粒子间强大的作用力下，粒子聚集在一起，形成连续的膜。
当乳胶收缩时，如果乳胶粒子足够软，则这些粒子可以融合在一起。如果粒子很硬，则这些粒子很难融合在一起，形成的漆膜容易龟裂，成薄片或粉状。成膜剂可以使乳胶粒子变软，从而使他们融合在一起形成连续的膜。因此，成膜剂也通常被称为瞬时塑化剂。成膜剂必须能够从漆膜中挥发。一个良好的成膜剂必须具有以下性能：是涂料中聚合物组分的活性溶剂；可以有效降低体系的最低成膜温度；其在漆膜中的挥发速率必须低于氺，而且在水中有较低的溶解性。
高聚物的成膜性与温度有关，每个高聚物都有自己的成膜温度，低于此温度高聚物就不会成膜。此温度称为高聚物的最低成膜温度。有一些高聚物的最低成膜温度很低，而且很容易成膜，但是不适合用于涂料。高聚物如果要在最低成膜温度以下成膜，必须要在高聚物中加入成膜剂。在设计涂料配方时，必须考虑到苛刻的温度和湿度条件，利用混合溶剂可以改变漆膜的硬度，成膜剂的用量影响漆膜的干燥时间及最后漆膜的性能。
成膜剂的选择主要取决于高聚物的本体性质、高聚物与这些化合物的兼容性及吸附性。
成膜剂在乳液的使用温度下，使乳胶粒子软化，从而使乳胶能够粘性流动而融合在一起成膜。成膜剂的挥发速率是非常重要的，只有通过挥发，使乳胶成膜，并且使成膜剂不会留在漆膜中。一些成膜剂的挥发速率非常快，例如乙二醇醚类，也有一些成膜剂的挥发速率很慢。在设计涂料配方时，必须考虑到水的挥发速率，尤其是在一定的湿度条件下，这种情况可能在涂料施工的情况下存在，它对漆膜的形成影响很大。当湿度增加时，将会降低水的挥发速率。但是，湿度对成膜剂的挥发速率没有影响。在较低的湿度条件下，可以使用挥发速率较快的成膜剂。较常用的是乙烯基乙二醇丁基醚。在高湿度条件下，需要用挥发速率较慢的成膜剂。在设计涂料配方时，可以使用复合成膜剂，以得到较好的膜和较快的固化速率。
许多年来，乙烯基乙二醇丁基醚成膜剂一直在许多工业涂料领域应用，这不是偶然的，它挥发速率较快，并且与其他挥发较快的成膜剂相比，其对乳胶粒子还有膨胀的效应。它能非常有效降低乳胶的最低成膜温度。
在设计涂料配方时，很重要的一点是考虑到成膜剂的活性及其在成膜剂中的分层现象。溶解度参数影响成膜剂的活性。
因为水性乳液是两相体系，主要是水相和聚合物相，成膜剂在这两相容易分层，成膜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。成膜剂在两相的分配方式是考虑成膜剂活性的最主要的因素。亲油性的成膜剂主要分散在亲油性的聚合物相中，只有少量存在于水相中。相反，亲水性的成膜剂主要分散在水相中，只有少量存在于聚合物相中。成膜助溶剂的选择和用量对体系的增稠剂也有影响，成膜助溶剂影响增稠剂的效率和其他性能。成膜助溶剂紧密地参与到成膜过程中，因此其对漆膜的光泽，耐腐蚀性、耐水性、粘结性及干燥时间都有影响。
二乙烯乙二醇单丁基醚是低挥发性成膜剂，当涂料用空气干燥时，为了保证得到好的漆膜，可以使用此成膜剂。当涂料在高湿度条件下，以空气干燥形式成膜，可以使用低挥发性的成膜助溶剂。
不溶于谁的成膜助剂例如：二乙烯乙二醇单丁基醚等是亲油性溶剂，如果在使用前不与水溶性的溶剂预先混合，则在漆膜中容易引起粒子。
随着聚合物技术的发展，出现了不含溶剂的建筑乳胶漆。这种乳胶漆不需要使用成膜剂或塑化剂、共溶剂便可获得传统的乳胶漆的低温外观、耐用性、成膜性及晾置时间等性能。同时这种乳胶漆的显着优点是在生产和施工使用过程中没有异味。这些组分包括颜料分散剂、表面活性剂、流变改性剂及基材润湿剂。
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