涂料助劑課件

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第一節(jié)概述隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)工業(yè)界的無名英雄－涂料也提出了更高要求，涂料助劑在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其理論研究、開發(fā)與應(yīng)用日益為人們所重視。涂料助劑可以改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，改善貯存穩(wěn)定性，改善施工條件，防止涂料病態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，賦予涂膜特殊功能，雖然用量很低（一般不超過總量的1%），但已成為涂料不可或缺的重要組成部分。涂料的發(fā)展對(duì)涂料助劑的研究和應(yīng)用提出了更高的要求，也提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，涂料助劑的研究和應(yīng)用亦極大地推動(dòng)了涂料的發(fā)展，擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域，二者相得益彰。涂料助劑品種繁多，應(yīng)用廣泛，無論是建筑涂料、工業(yè)涂料還是功能性涂料，無論是溶劑型涂料、水性涂料、高固體份涂料還是粉末涂料都必須使用助劑才能得到預(yù)期的性能和滿足最終的性能要求，在涂料生產(chǎn)和應(yīng)用的各個(gè)階段：樹脂合成、顏填料分散研磨、涂料貯存、施工都需要使用助劑。它可以控制樹脂的結(jié)構(gòu)、調(diào)整樹脂的分子量大小和分布、提高顏料分散效率、改善涂料施工性能、賦予涂膜特殊功能。涂料助劑以涂料樹脂化學(xué)和物理為基礎(chǔ)和核心內(nèi)容，同時(shí)又與高分子科學(xué)前沿、流變學(xué)、色彩學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、生物學(xué)以及仿生學(xué)等緊密聯(lián)系，是一門正蓬勃發(fā)展的交叉學(xué)科和邊緣技術(shù)。涂料助劑按照其使用和功能可分為以下幾類：

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（1）涂料生產(chǎn)用助劑，如潤(rùn)濕劑，分散劑，消泡劑；（2）涂料貯存用助劑，如防沉劑，防結(jié)皮劑，防霉劑，防腐劑，凍融穩(wěn)定劑；（3）涂料施工用助劑，如觸變劑，防流掛劑，電阻調(diào)節(jié)劑；（4）涂料成膜用助劑，如催干劑，流平劑，光引發(fā)劑，固化促進(jìn)劑，成膜助劑；（5）改善涂膜性能用助劑，如附著力促進(jìn)劑，增光劑，防滑劑，抗劃傷助劑，光穩(wěn)定劑；（6）功能性助劑，如抗菌劑，阻燃劑，防污劑，抗靜電劑，導(dǎo)電劑

返回2（1）涂料生產(chǎn)用助劑，如潤(rùn)濕劑，分散劑，消泡劑；3

第二節(jié)潤(rùn)濕分散劑

一、概述涂料制備過程的中心環(huán)節(jié)是顏料分散，亦即顏料在外力的作用下，成為細(xì)小的顆粒，均勻地分布到連續(xù)相中，以期得到一個(gè)穩(wěn)定的懸浮體，不僅需要樹脂、顏料、溶劑的相互配合，還需使用潤(rùn)濕分散劑才能提高分散效率并改善貯存穩(wěn)定性，防止顏料在貯存期間沉降、結(jié)塊，影響施工，此外顏料的良好分散還能夠改善涂料的光澤、遮蓋力、流變性等。干粉顏料呈現(xiàn)三種結(jié)構(gòu)形態(tài)：①原始粒子，由單個(gè)顏料晶體或一組晶體組成，粒徑相當(dāng)??；②凝聚體，由以面相接的原始粒子團(tuán)組成，其表面積比其單個(gè)粒子表面積之和小，再分散困難;③附聚體，由以點(diǎn)、角相接的原始粒子團(tuán)組成，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子表面積之和，再分散較凝聚體容易。顏料分散一般經(jīng)過潤(rùn)濕、粉碎、穩(wěn)定三個(gè)階段。潤(rùn)濕是固體和液體接觸時(shí)，固/液界面取代固/氣界面，粉碎是借助機(jī)械作用把顏料凝聚體和附聚體解聚成接近原始粒子的細(xì)小粒子，并均勻分散在連續(xù)相中，成為懸浮分散體，穩(wěn)定是指制備的懸浮體在無外力作用下，仍能處于穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)。

二、顏料分散和穩(wěn)定機(jī)理液體和固體接觸時(shí)，會(huì)形成界面夾角，稱為接觸角，它是衡量液體對(duì)固體潤(rùn)濕程度的一個(gè)標(biāo)志。34（a）潤(rùn)濕式（b）不潤(rùn)濕

各種界面張力的作用關(guān)系可以用楊氏方程表示：

γ液-氣cosθ=γ固-氣

—γ固-液(11-1)式中γ液-氣：液體、氣體之間的界面張力

γ固-氣：固體、氣體之間的界面張力

γ固-液：固體、液體之間的界面張力

θ：固體、液體之間的接觸角Dr.A.Capelle等指出：潤(rùn)濕效率BS=γ固-氣—γ固-液

,即

BS=γ液-氣cosθ由此得出：接觸角越小，潤(rùn)濕效率越高。Washborre用下式表示了潤(rùn)濕初始階段的潤(rùn)濕效率：

(11-2)式中，K為常數(shù)；γF1為基料的表面張力；θ為接觸角（基料/顏料界面）；r為顏料粒子的間隙半徑；為顏料粒子間隙長(zhǎng)度；為基料的粘度。4（a）潤(rùn)濕式5式（11-1）和（11-2）表明，配方固定后，降低基料粘度和使用潤(rùn)濕劑來降低顏料和基料之間的界面張力以縮小接觸角可以提高潤(rùn)濕效率，但基料粘度的降低有一定限度，所以使用潤(rùn)濕劑是常用的手段。顏料充分分散后，由于受到重力和熱力學(xué)因素的影響往往會(huì)發(fā)生沉降、團(tuán)聚，需要使用分散劑穩(wěn)定分散體系。關(guān)于顏料分散體系穩(wěn)定機(jī)理基本上有3個(gè)，即DLVO擴(kuò)散雙電層機(jī)理、空間位阻穩(wěn)定機(jī)理、靜電空間穩(wěn)定機(jī)理。DLVO擴(kuò)散雙電層機(jī)理又稱靜電穩(wěn)定機(jī)理，分散體系中顏料粒子表面帶有電荷或者吸附離子，產(chǎn)生擴(kuò)散雙電層，顏料粒子接近時(shí)，雙電層發(fā)生重疊產(chǎn)生靜電斥力實(shí)現(xiàn)顆粒的穩(wěn)定分散，調(diào)節(jié)PH值或加入電解質(zhì)可以使顆粒表面產(chǎn)生一定量的表面電荷，增大雙電層厚度和顆粒表面的Zeta電位值，使顆粒間產(chǎn)生較大的排斥力?？臻g位阻穩(wěn)定機(jī)理是指不帶電的高分子化合物吸附在顏料粒子表面形成較厚的空間位阻層，使顆粒間產(chǎn)生空間排斥力，從而達(dá)到分散穩(wěn)定的目的。靜電空間穩(wěn)定機(jī)制是指在顏料粒子的分散體系中加入一定的高分子聚電解質(zhì)，使其吸附在粒子表面，聚電解質(zhì)既可通過所帶電荷排斥周圍粒子，又通過空間位阻效應(yīng)阻止顏料粒子的團(tuán)聚，從而使顏料粒子穩(wěn)定分散。5式（11-1）和（11-2）表明，配方固定后，降低基料粘度6

三、常用潤(rùn)濕分散劑潤(rùn)濕分散劑按分子量劃分，可分成低分子量的和高分子量的。低分子量的潤(rùn)濕分散劑一般指分子量在數(shù)百以下的低分子量化合物，高分子量的潤(rùn)濕分散劑是指分子量在數(shù)千乃至幾萬、并具有表面活性的高分子量化合物。低分子量的潤(rùn)濕分散劑通常為表面活性劑，可分為離子型的和非離子型的。離子型的又可分為陽離子型，陰離子型和兩性的表面活性劑，另外還有一種電中性的表面活性劑。高分子量潤(rùn)濕分散劑是指分子量在數(shù)千乃至幾萬的具有表面活性的高分子化合物。分子中必須含有在溶劑或樹脂溶液中能夠溶解伸展開的鏈段，發(fā)揮空間穩(wěn)定化作用。分子中還必須含有能夠牢固地吸附在顏料粒子表面上的吸附基團(tuán)。常用潤(rùn)濕分散劑見下表：6三、常用潤(rùn)濕分散劑7商品名稱組成制造商主要用途TegoDispers610高分子量聚羧酸胺溶液

德國(guó)Degussa公司無機(jī)顏料分散TegoDispers610S含改性聚硅氧烷的高分子量聚羧酸胺溶液無機(jī)、有機(jī)顏料分散TegoDispers630高分子量聚羧酸胺的衍生物溶液無機(jī)顏料分散，解絮凝TegoDispers700堿性表面活性劑與脂肪酸的衍生物有機(jī)膨潤(rùn)土漿分散EFKA4010新一代聚氨酯聚合物荷蘭EFKA公司有機(jī)、無機(jī)顏料分散，防浮色發(fā)花EFKA4050炭黑、有機(jī)、無機(jī)顏料分散，防浮色發(fā)花EFKA4300改性聚丙烯酸酯有機(jī)、無機(jī)顏料和炭黑的分散DisperBYK101長(zhǎng)鏈多元胺聚酰胺鹽和極性帶酸性基團(tuán)的共聚物德國(guó)BYK公司潤(rùn)濕、分散、防浮色、防發(fā)花DisperBYK130不飽和多元酸的多元胺聚酰胺溶液無機(jī)、有機(jī)顏料和炭黑用分散劑DisperBYK160含親顏料基團(tuán)的高分子無機(jī)、有機(jī)、炭黑的分散928

陰離子型高分子表面活性劑

臺(tái)灣德謙公司炭黑專用潤(rùn)濕分散劑923、923S聚羧酸銨鹽無機(jī)、有機(jī)顏料潤(rùn)濕分散劑DP-981、982高分子聚合物無機(jī)、有機(jī)顏料潤(rùn)濕分散劑7商品名稱組成制造商主要用途TegoDispers6108

四、潤(rùn)濕分散劑在涂料中應(yīng)用潤(rùn)濕分散劑主要是在界面處發(fā)揮作用，以吸附層形式覆蓋在固體粒子的表面上，可以改變顏料的表面性質(zhì)，用于顏料改性方法。在生產(chǎn)過程中節(jié)省時(shí)間及能源，提高效率，由于顏料分散穩(wěn)定，提高了涂料貯存的穩(wěn)定性并且顏料的著色力和遮蓋力得以提高，還利于增加涂膜的光澤、降低色漿的粘度從而改善了涂料的流平性，取得防止浮色、流掛、沉降效果，提高涂膜的物化性能。涂料是一個(gè)多相的分散體，在顏料表面上會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。如何選擇潤(rùn)濕分散劑及其使用方法是十分重要的。分散劑和穩(wěn)定鏈必須溶在樹脂溶液中才能自由伸展，構(gòu)成一定厚度的吸附層，如果與樹脂溶液不相容，在這種貧溶劑中分散劑雖然能吸附在顏料的表面上，但其穩(wěn)定鏈?zhǔn)球榭s的，不能自由伸展，形成的吸附層會(huì)很薄，這樣就不能充分發(fā)揮高分子分散劑的作用，試驗(yàn)證實(shí)，相容性不好，會(huì)影響顏料的分散效率及涂料性能。每種顏料一個(gè)特定的分散體系中都存在一個(gè)最佳的濃度值，這個(gè)最佳值跟顏料的比表面積，吸油量，最終要求的細(xì)度，研磨時(shí)間和色漿中所用樹脂聚合物的特性有關(guān)。要根據(jù)這些條件經(jīng)過實(shí)驗(yàn)而確定。另外還需要考慮與其它助劑的配伍性，對(duì)體系穩(wěn)定性的影響，反應(yīng)活性等。8四、潤(rùn)濕分散劑在涂料中應(yīng)用9

五、潤(rùn)濕分散劑的性能評(píng)價(jià)潤(rùn)濕分散劑的性能可以通過顏料的分散質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，通常采用以下方法測(cè)定顏料分散程度：刮板細(xì)度計(jì)是測(cè)量顏料分散情況的一種簡(jiǎn)單的方法，但它只表示大的顏料凝聚體，反映不出顏料分散質(zhì)量的真實(shí)情況以及粒徑的分布和粒子的狀態(tài)，由于此速度快，在生產(chǎn)中被廣泛采納。電子顯微鏡可以直觀地看到粒徑的分布、粒子的狀狀態(tài)以及潤(rùn)濕分散劑在粒子表面上的吸附形態(tài)，覆蓋程度等，但是效率低、成本高，現(xiàn)在主要應(yīng)用于理論研究。光譜分析可以分析出顏料粒子表面發(fā)生的變化，活性劑在顏料表面吸附的情況，但和電子顯微鏡一樣主要應(yīng)用于理論研究。顏料分散得好，涂膜表面的粗糙度低，比較平整、光的漫反射低、光澤高。否則涂膜表面光的漫反射程度高、光澤低。所以測(cè)量涂膜的光澤高低可以用來判斷顏料分散的好壞。此外還可以利用著色力和色相以及涂料的貯存穩(wěn)定性來測(cè)定分散的情況。返回9五、潤(rùn)濕分散劑的性能評(píng)價(jià)返回10

第三節(jié)流平劑

一、概述涂料施工后，有一個(gè)流動(dòng)及干燥成膜過程，然后逐步形成一個(gè)平整、光滑、均勻的涂膜。涂膜能否達(dá)到平整光滑的特性，稱為流平性?？s孔是涂料在流平與成膜過程中產(chǎn)生的特性缺陷之一。在實(shí)際施工過程中，由于流平性不好，刷涂時(shí)出現(xiàn)刷痕，滾涂時(shí)產(chǎn)生滾痕、噴涂時(shí)出現(xiàn)桔皮，在干燥過程中相伴出現(xiàn)縮孔、針孔、流掛等現(xiàn)象、都稱之為流平性不良，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生降低了涂料的裝飾和保護(hù)功能。影響涂料流平性的因素很多，溶劑的揮發(fā)梯度和溶解性能、涂料的表面張力、濕膜厚度和表面張力梯度、涂料的流變性、施工工藝和環(huán)境等，其中最重要的因素是涂料的表面張力、成膜過程中濕膜產(chǎn)生的表面張力梯度和濕膜表層的表面張力均勻化能力。改善涂料的流平性需要考慮調(diào)整配方和加入合適的助劑，使涂料具有合適的表面張力和降低表面張力梯度的能力。

二、流平機(jī)理涂料干燥成膜過常見的缺陷有縮孔、桔皮、刷痕、滾痕、流掛等。縮孔是指涂膜上形成的不規(guī)則的，有如碗狀的小凹陷，使涂膜失去平整性，常以一滴或一小塊雜質(zhì)為中心，周圍形成一個(gè)環(huán)形的棱。從流平性的角度而言，它是一種特殊的“點(diǎn)式”的流不平，產(chǎn)生于涂膜表面，其形狀從表現(xiàn)可分為平面式，火山口式，點(diǎn)式，露底式，氣泡式等。1011

導(dǎo)致縮孔的原因是多方面的，既有涂料配方的內(nèi)在因素，如涂料組分中不溶性膠粒的產(chǎn)生，又有施工環(huán)境等外界因素，如施工過程中空氣的污染。涂料貯存過程中，少量樹脂從溶劑中沉淀形成顆粒，固化過程中，隨著溶劑的揮發(fā)部分溶解性差的樹脂變成不溶于溶劑的顆粒等均會(huì)導(dǎo)致縮孔，主要是點(diǎn)式。涂料組分中表面活性物質(zhì)與涂料不相容，或者干燥過程中濃度升高超過其溶解度，生成少量不相容的液滴，易導(dǎo)致縮孔，表現(xiàn)為露底。施工過程中空氣的污染，如空氣表面有活性粒子、漆霧、塵埃、水汽等?；蚴┕み^程帶來的油污、塵埃、水汽等，均可導(dǎo)致縮孔。油污、水分主要造成火山口式縮孔。底材處理不凈，有油污、水分、塵埃等污染物，由于不能被涂料所潤(rùn)濕，導(dǎo)致露底時(shí)縮孔。濕涂膜中氣泡破裂，隨后未經(jīng)涂膜流平就固化成膜，易導(dǎo)致氣泡式縮孔?？s孔形成的關(guān)鍵是涂膜表面產(chǎn)生表面張力梯度，一方面由于涂料干燥過程溶劑的蒸發(fā)產(chǎn)生表面張力梯度；另一方面是涂膜中顆粒，液滴等低表面的張力物質(zhì)的存在導(dǎo)致表面張力梯度。如果涂膜周圍及內(nèi)部有粒子或液滴等污染物存在，當(dāng)它們流動(dòng)到涂膜表層時(shí)，污染物的表面張力低，就會(huì)造成表面張力梯度，涂料中各組成物質(zhì)分散不均勻也會(huì)造成表面張力梯度。由于表面張力梯度的形成，粒子或液滴的表面張力比濕涂膜低，所以涂料在表面上徑向地向外流動(dòng)。由于濕涂膜粘度高，被污染物首先要克服粘度的阻滯作用，拖動(dòng)表層以下的涂料。若濕膜較厚，里層的涂料會(huì)移動(dòng)到表面補(bǔ)充而消除縮孔，若濕膜較薄，里層的涂料量不足11導(dǎo)致縮孔的原因是多方面的，既有涂料配方的內(nèi)12以補(bǔ)充，就形成了縮孔?？s孔的形成還取決于涂料本身的流動(dòng)性，當(dāng)涂膜上形成表面張力梯度時(shí)，流體由一點(diǎn)到另一點(diǎn)流動(dòng)，若流動(dòng)量大，就會(huì)形成露底縮孔。要減少縮孔，就應(yīng)使涂料流動(dòng)性減小，要求涂膜薄、粘度高以及透當(dāng)?shù)臋M面截而后表面張力的梯度，盡量使表面張力均勻。涂料在干燥過程中，隨著溶劑的蒸發(fā)，在涂膜表面形成較高的表面張力，并且粘度增大，同時(shí)，溶劑的蒸發(fā)吸收熱量導(dǎo)致溫度下降，造成內(nèi)外表面之間的溫差及表面張力、粘度不同。當(dāng)表面張力不同時(shí)，將產(chǎn)生一種推動(dòng)力，使涂料從底層上層運(yùn)動(dòng)。當(dāng)上層溶劑含量降低時(shí)，較多溶劑的底層就往表面散開。隨著溶劑蒸發(fā)，粘度增大，流動(dòng)速度緩慢。流動(dòng)的涂料在重力作用下向下沉。同時(shí)，又由于里、表層之間表面張力的不同，再一次使流動(dòng)的涂料向上。當(dāng)表面再一次散開時(shí)，物質(zhì)將再一次受到重力的影響并下沉。這種下沉、向上、散開的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)將反復(fù)進(jìn)行，直到其粘度增長(zhǎng)到足以阻止其流動(dòng)時(shí)為止，此時(shí)里、表層的表面張力差也趨于消失。這種流動(dòng)運(yùn)動(dòng)的反復(fù)進(jìn)行，造成局部渦流。按照Helmholtz流動(dòng)分配理論，這種流動(dòng)，形成邊與邊相接觸的不規(guī)則六角形的網(wǎng)絡(luò)，稱之貝納爾旋流窩(BenardCells),旋渦狀小格中心稍稍隆起.如果涂料的流動(dòng)性差，干燥后就留下不均勻的網(wǎng)紋或條紋,稱為桔皮現(xiàn)象。涂膜流平過程中常出現(xiàn)的弊病還有刷痕與滾痕，這是由于施工過程中涂料的粘度發(fā)生了變化，表面涂料不能及時(shí)流平所致。12以補(bǔ)充，就形成了縮孔?？s孔的形成還取決于涂料本身的流動(dòng)性13

涂料施工后，不可避免地產(chǎn)生條痕，如果流平得很快，條痕就能夠消失，如在涂膜干燥前不能充分流平，則條痕不能完全消失，就得不到光滑的表面。流平過程的推動(dòng)力是涂料的表面張力，它使涂層表面有收縮成最低表面積的形狀，從而使涂層從凹槽、刷痕或皺紋變成平滑表面。關(guān)于涂料流平性的討論，主要是基于條痕模型理論。下圖為條痕模型示意圖。

涂層平均厚度為h，刷痕幅度為a，控制刷痕的線性尺寸為波長(zhǎng)y，刷痕剖面的周邊曲線按正弦波剖面處理。按Rhodes和Orchaed關(guān)系式表示如下：式中：a0—初始振幅，cm；at—經(jīng)過時(shí)間t后的振幅，cm；

t—時(shí)間，s；h—涂層平均厚度，cm；

λ—波長(zhǎng)，cm；γ—涂料的表面張力，dyn（×10-5N/m）

η—涂料的粘度，P（×0.1Pa·s）13涂料施工后，不可避免地產(chǎn)生條痕，如果流平得14

假定γ、η在流運(yùn)過程中不變（隨時(shí)間變化不大），且時(shí)間間隔很小，可按每一份時(shí)間間隔數(shù)縮減，進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，上式轉(zhuǎn)變?nèi)缦拢涸撌降奈锢硪饬x是，流平時(shí)間與流平次數(shù)成正比。式中，就是振幅每發(fā)生一次減小的變化值，如果a0

、at差值越大，流得越平，值也越大，相當(dāng)于流平次數(shù)越多。涂料表面張力一般在（2.5~5.5）×10-2N/m，改變表面張力對(duì)流平無明顯效果，而且會(huì)帶來不利影響。涂層厚度和波長(zhǎng)對(duì)流平效果有顯著影響，而涂層厚度和波長(zhǎng)受涂裝工藝所控制。另外，在施工后的干燥過程中，隨著溶劑的揮發(fā)，涂料粘度升高，涂層由液態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，可在涂料配方中添加少量高沸點(diǎn)溶劑，延長(zhǎng)涂料表面開放時(shí)間，從而提高涂膜的流平性。14假定γ、η在流運(yùn)過程中不變（隨時(shí)間變化不15

涂料在垂直面上施工時(shí)，由于重力作用導(dǎo)致流掛，涂料粘度低，涂層厚，表面張力高則流平性能佳但容易導(dǎo)致流掛。如涂料具有觸變性。就可以適當(dāng)緩和二者的矛盾，在涂刷時(shí)受剪切力作用涂料粘度降低，呈現(xiàn)較好的流動(dòng)性及流平性，便于施工，涂刷停止后，剪切力逐漸降低，涂料粘度隨之增高，可防止流掛及顏料沉降。因此，常在涂料中添加觸變助劑，使涂料具有適當(dāng)?shù)挠|變性。根據(jù)上述分析，為改善涂料的流平性，應(yīng)考慮：降低涂料與基材之間的表面張力，使涂料與基材具有良好的潤(rùn)濕性，并且不致與引起縮孔的物質(zhì)之間形成表面張力梯度；調(diào)整溶劑蒸發(fā)速度，降低粘度，改善涂料的流動(dòng)性，延長(zhǎng)流平時(shí)間；在涂膜表面形成極薄的單分子層，以提供均勻的表面張力，使表面張力趨于平衡，避免因表面張力梯度造成表面缺陷。借助流平劑的加入，就能全部或部分滿足以上3個(gè)條件，從而得到更佳的流平效果，使涂膜表面平整光滑。15涂料在垂直面上施工時(shí)，由于重力作用導(dǎo)致流掛16

三、常用流平劑常用類型的防縮孔、流平劑有溶劑類、相容性受限制的長(zhǎng)鏈樹脂、相容性受限制的長(zhǎng)鏈硅樹脂等。溶劑類流平劑主要是高沸點(diǎn)溶劑混合物。溶劑型涂料僅借助增加溶劑以降低粘度來改善流平性，將使涂料固體分下降并導(dǎo)致流掛等弊??；或者保持溶劑含量，只加入高沸點(diǎn)溶劑以圖調(diào)整揮發(fā)速度來改善流平，干燥時(shí)間也相應(yīng)延長(zhǎng)。故此兩方案均不理想。只有加入高沸點(diǎn)溶劑混合物，顯示各種遞增特性（揮發(fā)指數(shù)、蒸餾曲線、溶解能力）較為理想。溶劑類流平劑主要成分是各種高沸點(diǎn)的混合溶劑，具有良好的溶解性，也是顏料良好的潤(rùn)濕劑。常溫固化涂料由于溶劑揮發(fā)太快，涂料粘度提高過快妨礙流動(dòng)而造成刷痕，溶劑揮發(fā)導(dǎo)致基料的溶解性變差而產(chǎn)生的縮孔，或在烘烤型涂料中產(chǎn)生沸痕、起泡等弊病采用這類助劑是很有效的。另外采用高沸點(diǎn)流平劑調(diào)整揮發(fā)速度，還可克服泛白弊病。相容性受限制的長(zhǎng)鏈樹脂常用的有聚丙烯酸類、醋丁纖維素等。它們的表面張力較低，可以降低涂料與基材之間的表面張力而提高提高涂料對(duì)基材的潤(rùn)濕性，排除被涂固體表面所吸附的氣體分子，防止被吸附的氣體分子排除過遲而在固化涂膜表面形成凹穴、縮孔、桔皮等缺陷；此外它們與樹脂不完全相混容，可以迅速遷移到表面形成單分子層，以保證在表面的表面張力均勻化，增加抗縮孔效應(yīng)，從而改善涂膜表面的光滑平整性。聚丙烯酸酯類流平劑又可分為純聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯（或與硅酮拼合）、丙烯酸堿容樹脂等，純聚丙烯酸酯流16三、常用流平劑17平劑與普通環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或聚氨酯等涂料用樹脂相容性很差，應(yīng)用時(shí)會(huì)形成有霧狀的涂膜。為了提高其相容性，通常用有較好混容性的共聚物。相容性受限制的長(zhǎng)鏈硅樹脂常用的有聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷，有機(jī)基改性聚硅氧烷等。這類物質(zhì)可以提高對(duì)基材的潤(rùn)濕性而且控制表面流動(dòng)，起到改善流平效果的作用，當(dāng)溶劑揮發(fā)后，硅樹脂在涂膜表面形成單分子層，改善涂膜的光澤。改性聚硅氧烷又可分為聚醚改性有機(jī)硅，聚酯改性有機(jī)硅，反應(yīng)性有機(jī)硅，引入有機(jī)基團(tuán)有助于改善聚硅氧烷和涂料樹脂的相容性，即使?jié)舛忍岣咭膊粫?huì)產(chǎn)生不相容和副作用，改性聚硅氧烷能夠降低涂料與基材的界面張力，提高對(duì)基材的潤(rùn)濕性，改善附著力，防止發(fā)花，桔皮，減少縮孔，針眼等涂膜表面病態(tài)。氟系表面活性劑，其主要成分為多氟化多烯烴，對(duì)很多樹脂和溶劑也有很好的相容性和表面活性，有助于改善潤(rùn)濕性、分散性和流平性，、還可以在溶劑型漆中調(diào)整溶劑揮發(fā)速度。

常用流平劑見下表：17平劑與普通環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或聚氨酯等涂料用樹脂相容性很18商品名稱組成應(yīng)用生產(chǎn)商BYK-300聚醚改性有機(jī)硅中等程度降低表面張力，溶劑型涂料中防止縮孔，改善流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘連德國(guó)BYK公司BYK-306聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，溶劑型涂料中增進(jìn)底材潤(rùn)濕，防止縮孔，改善流平，增光，增滑；增進(jìn)消光粉定向效果，改善抗流掛性德國(guó)BYK公司BYK-330聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，溶劑型涂料中防止縮孔，浮色，發(fā)花，改善流動(dòng)和流平，增光，增滑，抗劃傷；增進(jìn)消光粉定向效果，改善抗流掛性德國(guó)BYK公司TegoGlide406聚醚改性有機(jī)硅溶劑型涂料中防止縮孔，改善流動(dòng)流平，增滑；重涂性好德國(guó)de-gussa公司TegoGlide410聚醚改性有機(jī)硅溶劑，無溶劑型和水性涂料中強(qiáng)烈地增進(jìn)表面滑爽，抗劃傷，抗粘連，防縮孔，增進(jìn)消光粉定向效果德國(guó)de-gussa公司EFKA-3033聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，溶劑型涂料中增進(jìn)底材潤(rùn)濕，防止縮孔，浮色，改善流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘喧嘩德國(guó)de-gussa公司EFKA-3232聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，溶劑型和無溶劑型涂料中增進(jìn)底材潤(rùn)濕，防止縮孔，浮色，改善流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘連荷蘭EF-KA公司DC-431聚醚改性有機(jī)硅溶劑型涂料中改善流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘，連，增進(jìn)鋁粉定向效果德謙（上海）化學(xué)有限公司DC-433聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，溶劑型涂料中增進(jìn)底材潤(rùn)濕，防止縮孔，減少發(fā)花，改善流平和流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘連德謙（上海）化學(xué)有限公司DC-836聚醚改性有機(jī)硅溶劑型涂料中改善流平，增光，增滑，抗劃傷，抗粘連，得含沙射影性好，改善鋁粉，消光粉的定向效果德謙（上海）化學(xué)有限公司18商品名稱組成應(yīng)用生產(chǎn)商BYK-300聚醚改性有機(jī)硅中等程19商品名稱組成應(yīng)用生產(chǎn)商BYK-310聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降低表面張力，在溶劑型自干漆和烘烤漆中增進(jìn)底材潤(rùn)濕，防止縮孔，改善流平，增光，增滑，耐熱達(dá)230C，烘烤漆重涂時(shí)不影響層間附著力，不產(chǎn)生表面缺陷德國(guó)BYK公司BYK-323聚酯改性含羥基有機(jī)硅在溶劑型及無溶劑型自干漆和烘烤漆中改善流動(dòng)和流平，增進(jìn)表面滑爽，淋涂時(shí)可穩(wěn)定簾幕，具有消泡作用德國(guó)BYK公司EFKA-86異氰酸酯改性有機(jī)硅與含羥基本羧基官能團(tuán)的溶劑型涂料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，提供持久的滑爽性和抗劃傷性，改善流平，防止縮孔，浮色。荷蘭EF-KA公司EFKA-LA8835異氰酸酯改性有機(jī)硅與含羥基可羧基官能團(tuán)的溶劑涂料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，改善流平，提供持久的滑爽性和抗粘連性荷蘭EF-KA公司EFKA-3600氟改性丙烯酸酯共聚物顯著地降低各類溶劑型和無溶劑型自干漆及烘烤漆的表面張力，增進(jìn)底材材有效地防止縮孔，改善流動(dòng)和流平，不影響重涂性和層間附著力荷蘭EF-KA公司BYK-352聚丙烯酸酯溶劑型自干漆及烘烤漆中防止縮孔，改善流平，提高光澤，不影響重涂性和層間附著力，耐熱性好德國(guó)BYK公司BYK-357丙烯酸酯共聚物溶劑型自干漆及烘烤漆中防止縮孔，改善流平和光澤，不影響重涂性和層間附著力；耐熱性好，有消泡作用德國(guó)BYK公司BYK-390聚甲基丙烯酸酯溶劑型自干漆及烘烤漆中防止縮孔，改善流平和光澤，不影響重涂性和層間附著力；耐熱性好，烘烤漆中的供優(yōu)良的防爆泡性及消泡作用德國(guó)BYK公司19商品名稱組成應(yīng)用生產(chǎn)商BYK-310聚醚改性有機(jī)硅強(qiáng)烈降20

流平劑是改進(jìn)涂裝效果的一類重要助劑，品種較多、應(yīng)用廣泛，尤其用于高性能涂料。使用時(shí)需要注意其應(yīng)用范圍、用量以及和其它助劑的配伍性，使用前，應(yīng)對(duì)不同的品種、用量進(jìn)行篩選試驗(yàn)，以求得最佳品種及最宜用量。另外，對(duì)添加方式，也應(yīng)該通過試驗(yàn)選擇最佳工藝。流平劑加入后，對(duì)于涂料流平性能的提高一般采用目測(cè)判斷，也可以采用間接法取得定量的數(shù)據(jù)如測(cè)試涂膜光澤度。

四、發(fā)展趨勢(shì)隨著高性能涂料的開發(fā)應(yīng)用，流平劑在國(guó)內(nèi)已得到應(yīng)有的重視，一方面借鑒國(guó)外品種開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了部分新產(chǎn)品，另一方面從結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系角度，進(jìn)行必要的理論研究，同時(shí)結(jié)合涂料組成和實(shí)際應(yīng)用開發(fā)新產(chǎn)品，進(jìn)入分子結(jié)構(gòu)與功能效應(yīng)的設(shè)計(jì)階段，開發(fā)新結(jié)構(gòu)、多功能的流平劑已成為趨勢(shì)。反應(yīng)活性流平劑發(fā)既能起到流平作用，又能與固化劑、樹脂起交聯(lián)作用形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，它不僅起流平作用，而且可提高涂膜的光澤及物理機(jī)械性能，如環(huán)氧粉末涂料用的丙烯酸酯聚合物引進(jìn)少量環(huán)氧基的丙烯酸共聚物，既能對(duì)環(huán)氧粉末起到流平作用，又能與固化劑、環(huán)氧樹脂起交聯(lián)作用形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，它不僅起流平作用，而且可提高涂膜的光澤及物理機(jī)械性能。超支化聚合物具有端基數(shù)目多、粘度低的特點(diǎn)，在流平劑中有潛在的應(yīng)用前景?？煽鼐酆嫌欣诳刂品肿渔湹慕Y(jié)構(gòu)和分子量，近年來已經(jīng)應(yīng)用于流平劑制備，以此制備的流平劑展現(xiàn)出良好的性能。返回20流平劑是改進(jìn)涂裝效果的一類重要助劑，品種較21

第四節(jié)消泡劑

一、概述現(xiàn)代涂料配方中大量采用各種助劑，這些助劑品種大多屬于表面活性劑，都能改變涂料的表面張力，致使涂料本身就存在著易起泡或使泡沫穩(wěn)定的因素，涂料制造過程中需要使用的各種高速混合分散機(jī)械以及涂料涂裝時(shí)所用的各種施工方法都會(huì)程度不同地增加涂料體系的自由能，幫助產(chǎn)生泡沫，泡沫的產(chǎn)生，不僅降低生產(chǎn)效率，影響涂膜外觀，而且降低涂膜的裝飾和保護(hù)功能。

二、泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)定泡沫是不溶性氣體在外力作用下進(jìn)入液體之中，形成的大量氣泡被液體相互隔離的非均相分散體系。泡沫產(chǎn)生時(shí)，由于液體與氣體的接觸表面積迅速增加，體系的自由能也迅速增加，泡沫體系自由能的增加，是表面張力的和增加表面積的乘積。泡沫產(chǎn)生難易程度與液體體系的表面張力直接有關(guān)，表面張力越低，體系形成泡沫所需的自由能越小，越容易生成泡沫。純凈的液體由于表面和內(nèi)部的均勻性，不可能形成彈性體，它們的泡沫總是不穩(wěn)定，涂料中存在分散劑，增稠劑等多種表面活性物質(zhì)，降低了體系的表面張力，這不僅增加了乳液的起泡性，而且表面活性物質(zhì)造成的Marangoni效應(yīng)、Gibbs彈性、靜電斥力、表面粘度等有助于泡沫的穩(wěn)定。2122

（1）可溶性表面活性劑的的存在導(dǎo)致Marangoni效應(yīng)產(chǎn)生，當(dāng)泡沫剛形成時(shí)，泡沫膜的液體由于重力的作用向下回流，從而帶動(dòng)表面活性劑分子也向下流動(dòng)，造成底部表面張力低于上部表面張力。Marangoni效應(yīng)認(rèn)為：“在底部低表面張力的液體流向上部高表面張力的液體時(shí)，在泡膜中通過與純液體生成的泡沫不斷逆向流動(dòng)的表面活性劑液體，增加了泡膜的厚度，使氣泡穩(wěn)定?！保?）表面活性劑分子中的親水基和憎水基被氣泡壁吸附，有規(guī)則地排列在氣液界面上，形成了彈性膜，當(dāng)彈性膜某一部位被拉抻時(shí)，在表面張力作用下泡沫膜開始回縮，達(dá)到平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)帶動(dòng)液體移動(dòng)，阻止了泡沫的破裂，稱之為Gibbs彈性。（3）表面粘度是由液體表面中相鄰表面性劑分子間相互作用引起的，一方面提高了液膜的強(qiáng)度，另一方面防止或減緩泡壁液膜的排水速率，使泡沫穩(wěn)定。（4）離子型乳化劑的使用，能使氣泡膜壁帶有電荷，由于靜電斥力，液膜的兩個(gè)表面互相排斥，防止液膜且又利于泡沫的穩(wěn)定。

三、消泡機(jī)理泡沫是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，有表面積自行縮小的趨勢(shì)，氣泡壁液膜由于表面張力差異和重力的原因會(huì)自行排水，液膜變薄，達(dá)到臨界厚度時(shí)自行破裂。它的破除要經(jīng)過3個(gè)過程，即氣泡的再分布、膜厚的減薄和膜的破裂。對(duì)于穩(wěn)定的泡沫體系，要經(jīng)過這三個(gè)過程而達(dá)到自然消泡需要很長(zhǎng)時(shí)間，需要使用消泡劑實(shí)現(xiàn)快速消泡滿足工業(yè)生產(chǎn)。22（1）可溶性表面活性劑的的存在導(dǎo)致Marang23

消泡包括抑泡和破泡兩個(gè)方面，當(dāng)體系加入消泡劑后，消泡劑在泡沫體系中造成表面張力不平衡，破壞泡沫體系表面粘度和表面彈性。其分子抑制形成彈性膜，阻止泡沫的生產(chǎn)，稱為抑泡。對(duì)于已經(jīng)存在的泡沫，消泡劑分子迅速散布于泡沫表面，快速鋪展，進(jìn)一步擴(kuò)散、滲透，取代原泡膜薄壁。由于其表面張力低，便流向產(chǎn)生泡沫的高表面張力的液體，氣泡膜壁迅速變薄，導(dǎo)致破泡。消泡是一種界面現(xiàn)象或擴(kuò)散現(xiàn)象。消泡劑要發(fā)揮作用，必須滲入到泡沫之間的液膜上并且很快擴(kuò)散到起泡介質(zhì)中，按照Ross提出的公式：滲入系數(shù)E=γF+γDF-γD>0

擴(kuò)散系數(shù)S=γF-γDF-γD>0

式中：γF——泡沫介質(zhì)的表面張力；

γDF——泡沫介質(zhì)與消泡劑之間的界面張力；

γD——消泡劑的表面張力。為了產(chǎn)生滲入，E必須大于0，為了產(chǎn)生擴(kuò)散，S必須大于0，只有E和S都為正值的物質(zhì)才具有消泡作用。要使E足夠大，消泡劑的表面張力要低；要使S足夠大，不僅消泡劑的表面張力要低，而且泡沫介質(zhì)與消泡劑之間的界面張力也要低，這就要消泡劑本身應(yīng)具有一定的親水性，使其既不溶于發(fā)泡介質(zhì)中，又具有很好的擴(kuò)散能力。23消泡包括抑泡和破泡兩個(gè)方面，當(dāng)體系加入消24有效的消泡劑應(yīng)滿足下述條件：①表面張力低泡沫介質(zhì)的表面張力；②不溶解于泡沫介質(zhì)之中或溶解度極小，但又具有能與泡沫表面接觸的親和力；③易于在泡沫體系中擴(kuò)散；并能夠進(jìn)入泡沫和取代泡沫膜壁；④具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性；⑤具有在泡沫介質(zhì)中分散的適宜顆粒度作為消泡核心。

四、常用消泡劑消泡劑多為液體復(fù)配產(chǎn)品，主要分為三類：礦物油類、有機(jī)硅類、聚合物類。

（1）礦物油類消泡劑礦物油類消泡劑通常由載體、活性劑、展開劑等組成。載體是低表面張力的物質(zhì)，其作用是承載和稀釋，常用載體為水、烴油、脂肪醇等；活性劑的作用是抑制和消除泡沫，活性劑的選擇取決于介質(zhì)的性質(zhì)，常用的有蠟、硅油、脂族肪酰胺、高分子量聚乙二醇、脂肪酸酯、金屬皂、疏水性二氧化硅等。

（2）有機(jī)硅類消泡劑有機(jī)硅類消泡劑一般包括兩類：聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷為高沸點(diǎn)液體，溶解性很差，具有很低的表面張力，熱穩(wěn)定性好，是一類廣泛應(yīng)用的消泡劑。隨著其結(jié)構(gòu)和聚合度的不同，聚二甲基硅氧烷體現(xiàn)不同的性能，可以作為穩(wěn)泡劑、消泡劑、流平劑、錘紋劑，只有具有適宜的溶24有效的消泡劑應(yīng)滿足下述條件：25解度和相容性的聚二甲基硅氧烷才具有消泡功能，有些情況下，甲基也可以為乙基、苯基等取代。聚二甲基硅氧烷消泡劑一般有本體、溶液、乳化型和復(fù)合型幾種形式，復(fù)合型是涂料中應(yīng)用最廣的形式。向聚二甲基硅氧烷主鏈引入聚醚和有機(jī)基團(tuán)進(jìn)行改性可以滿足不同樹脂體系和配方的要求，調(diào)節(jié)親水和親油性的平衡，提高消泡能力又能同時(shí)改善涂膜外觀，引入氟原子可以大幅度降低表面張力和提高消泡能力。常用消泡劑見下表：品名性能與應(yīng)用Foamaster306不含硅，適合高光乳膠漆和膠粘劑Foamaster3063不含硅，適合聚氨酯乳液和醇酸乳液FoamasterVL易分散在水中，對(duì)單體抽提非常有效Nopco8034L通用型消泡劑NopcoNDW通用型消泡劑，知于用中等PVC和高PVC體系NopcoNXZ通用消泡劑，適用于中等PVC體系SN-Defoamer154消泡力持久，對(duì)光澤無影響，不產(chǎn)生魚眼SN-Defoamer313消泡力塹久，不影響涂膜的耐候性，不產(chǎn)生魚眼低粘度涂料作FoamasterPL尤其適用于含合成流變性劑的涂料體系，經(jīng)濟(jì)型25解度和相容性的聚二甲基硅氧烷才具有消泡功能，有些情況下，26

五、消泡劑的應(yīng)用消泡劑的用量不大，但它專用性強(qiáng)，選擇消泡劑，一方面要達(dá)到消泡的目并保持消泡能力的持久性，另一方面要注意避免顏料凝聚、縮孔、針孔、失光等副作用。應(yīng)用時(shí)須注意以下幾點(diǎn)：（1）抑泡和消泡性能要保持平衡以保持消泡能力的持久性，注意和其它助劑的配伍性；（2）一般用量為體系的0.1-0.5%，最終用量要通過實(shí)驗(yàn)確定，用量過多易引起縮孔、縮邊、再涂性差等弊病，。用量少，則無法消除泡沫；（3）使用前充分?jǐn)嚢璨⒃跀嚢枨闆r下加入到涂料中；（4）分批加入消泡劑，即顏料分散研磨工序和調(diào)漆工序分別加入部分消泡劑。在研磨分散工序需要抑泡效果強(qiáng)的消泡劑，在調(diào)漆工序需要破泡效果強(qiáng)的消泡劑。選擇消泡劑時(shí)，一般采用量筒法、高速攪拌法、鼓泡法、振動(dòng)法、循環(huán)法對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，高速攪拌法應(yīng)用面較廣，結(jié)果比較準(zhǔn)確。此外還需要進(jìn)行涂裝實(shí)驗(yàn)和貯存穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)并對(duì)涂膜性能進(jìn)行測(cè)試。返回26五、消泡劑的應(yīng)用返回27

第五節(jié)光澤助劑

一、概述不同的被涂物體、使用目的和環(huán)境，除了對(duì)涂料提出裝飾和防護(hù)作用要求外，對(duì)涂層的表面光澤性能也有不同的要求。光澤是涂膜把投射光線向同一方向反射的能力，光澤越高，反射的光量越多。涂膜的光澤用光澤儀測(cè)量，以光澤度表示，從規(guī)定入射角照射涂膜表面的光束，其正反射光量與在相同條件下從標(biāo)準(zhǔn)板面上正反射光量之比，稱為光澤度。高光澤度可以體現(xiàn)被涂物體的的豪華和高貴氣質(zhì)，如轎車和飛機(jī)；柔和的光澤符合人體的生理需要，如家具和地板；電子廠房、醫(yī)院多采用亞光涂料以提供安靜、舒適和優(yōu)雅的環(huán)境；軍事裝備和設(shè)施為隱蔽、保密和安全的目的，需要使用消光涂料；某些儀器部件對(duì)光學(xué)性能的特殊要求，其表面涂層是半光，建筑外墻涂料為了消除光污染和掩蓋本身缺陷，需要低光澤。使用消光劑和增光劑是調(diào)節(jié)涂料表面光澤的重要手段。增光劑主要是能提高顏料在涂料中分散、改進(jìn)漆膜流平和降低漆膜表面張力的表面活性劑，主要通過改善顏料的分散和涂膜外觀增大光澤度。消光劑品種繁多，包括金屬皂、改性油、蠟、功能性填料等，通過提高涂膜表面的粗糙度發(fā)揮作用。在涂料中應(yīng)用的光澤助劑主要是消光劑。2728

二、涂料光澤的影響因素光線投射到涂膜表面，一部分被涂膜反射和散射，表面越是平整則反射部分越大，光澤值就越大，如果表面非常粗糙，則散射部分相應(yīng)增加，光澤度就很低。因此，涂膜的光澤是其表面粗糙度的表現(xiàn)，主要影響因素有顏料的顆粒大小和分布、顏料的分散、顏料體積濃度、成膜過程等。研究表明，顏料的顆粒大小和分布是影響涂膜光澤的重要因素，減小顏料的顆粒大小可以降低涂膜的粗糙程度從而提高光澤度，顏料顆粒平均直徑小于0.3微米時(shí)才能夠獲得高光澤表面，顆粒大小在3-5微米是消光效應(yīng)最明顯。調(diào)整顏料，特別是體質(zhì)顏料的用量是控制色漆漆膜表面光澤常用的方法，在一般油基漆中，無光澤的PVC為52.5-71.5%，半光漆的PVC為33-52.5%，磁漆PVC為20-30%，這是由于樹脂能夠充分包覆顏料和填料，能夠形成平整的涂膜。顏料類型和用量確定后，它們?cè)谕苛现蟹稚⒊潭葘Q定漆膜的光反射特性。當(dāng)有效地增加顏料分散性時(shí)，顏料的絮凝體尺寸減小，面吸附基料的量增加了，產(chǎn)生光滑的表面，光澤隨顏料分散程度而提高。但是，過高的分散會(huì)使顏料顆粒吸附更多的基料，則可能導(dǎo)致漆膜低光澤。

28二、涂料光澤的影響因素29涂料的成膜過程影響涂膜表面的粗糙程度。一般情況下，涂料施工后，隨著溶劑蒸發(fā)，漆膜厚度降低并收縮，懸浮顆粒重新排列在表面上，產(chǎn)生不同程度的凹凸面。不同的基料，因分子結(jié)構(gòu)內(nèi)自由體積不同，成膜后的收縮率也不同，光澤也有差異。對(duì)于溶劑型涂料，良溶劑能夠保證樹脂分子充分流平，由于溶劑各組分揮發(fā)速度不同，殘留組分的溶解性能不佳時(shí)，樹脂分子易于變成顆粒析出，導(dǎo)致涂膜平整性下降。能使漆膜表面產(chǎn)生粗糙度，明顯地降低其表面光澤的物質(zhì)稱為消光劑。涂料中使用的消光劑應(yīng)能滿足下列基本要求：（1）消光劑的折光指數(shù)應(yīng)盡量接近樹脂的折光指數(shù)，不至于影響清漆透明度和色漆的顏色；（2）化學(xué)穩(wěn)定性好，不影響涂料貯存和固化；（3）分散性好且貯存穩(wěn)定；（4）用量少，加入少量即能夠產(chǎn)生強(qiáng)消光性能。

三、常用消光劑及其使用涂料中大量使用的消光劑包括金屬皂、蠟、改性油消光劑和功能性填料等。

1.金屬皂金屬皂是研究和應(yīng)用較早的消光劑，由于它與漆料組分不相容，以非常細(xì)微的懸浮物分散在涂料里，成膜時(shí)分布在漆膜表面，降低漆膜表面的光反射性而達(dá)到消光目的。29涂料的成膜過程影響涂膜表面的粗糙程度。一般情況下，涂料施30

常用的金屬皂消光劑有硬脂酸鋁、鋅、鈣，鉛和鎂的皂用得較少。金屬皂消光劑的用量一般為涂料的基料的5-20%，使用時(shí)須避免過度加熱和研磨影響消光效果，此外還具有增稠、防沉、防流掛等作用。

2.蠟蠟作為涂料的消光劑使用簡(jiǎn)單。應(yīng)用較早，涂料施工后，因溶劑揮發(fā)，蠟從漆中析出，形成微細(xì)結(jié)晶，浮在漆膜表面，形成一層散射光線的粗糙面而起到消光作用。天然蠟已很少用做消光劑，起而代之的是半合成蠟和合成蠟，半合成蠟由天然蠟改性而得，如微粉脂肪酸酰胺蠟、微粉聚乙烯棕櫚蠟等，合成蠟多為低聚物,如低分子聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚四氟乙烯以及它們的改性衍生物,它們不僅消光能力強(qiáng),還能夠提高涂膜的硬度、耐水性、耐插傷性、耐濕熱性等。

3.改性油消光劑有些干性油，如桐油能形成無光漆膜，這是由于桐油中共軛雙鍵反應(yīng)活性高，漆膜底面不同的氧化交聯(lián)速度使漆膜表面產(chǎn)生凹凸不平而達(dá)到消光效果。為了克服生桐油的缺點(diǎn)，可使其進(jìn)行部分聚合，在油料中加入天然橡膠稀溶液或其它消光劑。

4.功能型填料功能型填料包括微粉級(jí)合成二氧化硅、硅藻土、硅酸鎂、硅酸鋁等。微粉級(jí)合成二氧化硅主要有微粉級(jí)合成二氧化硅氣凝膠、微粉級(jí)沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅。30常用的金屬皂消光劑有硬脂酸鋁、鋅、鈣，鉛和31

微粉級(jí)合成二氧化硅氣凝膠具有強(qiáng)度高、分散中耐研磨、孔容積大的特點(diǎn)，此外對(duì)涂膜的透明性和干燥性影響很小。目前此類產(chǎn)品多以國(guó)外公司為主。微粉級(jí)沉淀二氧化硅國(guó)內(nèi)產(chǎn)量較大，但是質(zhì)量檔次低，多用于底端涂料。氣相二氧化硅目前僅有德固賽公司生產(chǎn)，涂膜透明性好，多用于高檔涂料。消光劑使用時(shí)一方面注意顆粒大小和膜厚度的匹配，以平衡消光效果和涂膜外觀，另一方面要注意避免過度研磨。

5.增光劑增光劑能夠促進(jìn)涂料流平、降低涂膜表面粗糙度從而提高涂膜光澤度。常用的潤(rùn)濕分散劑可以促進(jìn)顏料分散、避免容易凝聚的顏料如炭黑等凝聚提高涂膜光澤度，高沸點(diǎn)真溶劑或丙烯酸酯齊聚物、丁基纖維素可改善涂料流平提高涂膜光澤度，硅油或改性聚二甲基硅氧烷可以降低涂料的表面張力，提高涂料對(duì)基材的潤(rùn)濕，避免桔皮等表面缺陷得到高光澤的涂膜。返回31微粉級(jí)合成二氧化硅氣凝膠具有強(qiáng)度高、分散中32

第六節(jié)流變劑在外力作用下，任何物體都會(huì)發(fā)生變形或流動(dòng)，研究流體在外力作用下流動(dòng)和變形規(guī)律的科學(xué)，成為流變學(xué)。涂料生產(chǎn)的各個(gè)階段，從原料選擇、涂料生產(chǎn)、貯存、應(yīng)用施工直到固化成膜，都涉及到流變性能。研究涂料的流變性有助于提高涂料性能、保持貯存穩(wěn)定性、消除涂膜弊病，指導(dǎo)配方設(shè)計(jì)和施工。一、流體類型在流體模型中，液體被看作多層液層堆積的長(zhǎng)方體，它們充滿在兩塊平行板之間，底板固定，其余各層可以移動(dòng)，如圖下所示。3233

液體在剪切力F的作用以下一定的速度差dν作平行流動(dòng)，單位面積所受的力（F/A）稱為剪切力（τ），速度梯度（dν/dχ）稱為剪切速率（D），剪切力與剪切速率的比值（τ/D）稱為粘度（η），是液體抵制流動(dòng)的量度。剪切應(yīng)力、剪切速率和粘度構(gòu)成流變學(xué)的三個(gè)要素。

二、流體的主要類型根據(jù)剪切應(yīng)力和剪切速率之間的關(guān)系，流動(dòng)（粘度）特性曲線，液體可分為牛頓型和非牛頓型兩大類。粘度不隨剪切速率變化的流體稱為牛頓流體，粘度隨剪切速率變化的流體稱為非牛頓流動(dòng)，非牛頓流體又可分成假裝塑性流體，脹流性流體和觸變性流體。假塑性流體的粘度隨著剪切速率的增加而減?。辞辛ψ兿〉牧黧w），脹流性流體的粘度隨著剪切的速率的增加而增大，，觸變性流體的粘度隨著剪切時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，涂料大都為非牛頓流體。

（1）牛頓流體在任何給定的溫度下，在廣泛的剪切速率范圍粘度保持不變的流體成為牛頓流體。許多涂料原料，如水，溶劑和一些樹脂溶液屬牛頓流體，然而涂料成品卻大都是非牛頓流體。牛頓流體的流動(dòng)和粘度特性曲線如圖所示。33液體在剪切力F的作用以下一定的速度差dν作34

（2）非牛頓流體當(dāng)一種流體的粘度隨著剪切速率的變化而變化時(shí)，就稱為非牛頓流體。非牛頓流體又可分成假裝塑性流體，脹流性流體和觸變性流體。假塑性流體的粘度隨著剪切速率的增加而減?。辞辛ψ兿〉牧黧w），脹流性流體的粘度隨著剪切的速率的增加而增大，觸變性流體的粘度隨著剪切時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，涂料大都為非牛頓流體。剪切應(yīng)力必須超過某一最低點(diǎn)A，液體才開始流動(dòng)，A點(diǎn)稱為屈服值或塑變點(diǎn)。剪切應(yīng)力低于屈服值時(shí)，液體如同彈性固體，僅變形而不流動(dòng)，通常稱為賓漢流體。剪切應(yīng)力一旦超過屈服值，液體開始流動(dòng)，可以是假塑型，也可以是膨脹型的。34（2）非牛頓流體35

觸變型流體的粘度與剪切歷程有關(guān)，經(jīng)受剪切的時(shí)間越長(zhǎng)，其粘度越低，直到某一下限值。特一旦釋去剪切力，粘度又回升，由于原始結(jié)構(gòu)已遭破壞，必須經(jīng)過一定的時(shí)間，才能恢復(fù)到原始值。涂料體系的觸變性在施工時(shí)的高剪切速率下有較低粘度，有助于流動(dòng)并易于施工；在施工后的低剪切速率下，有較高粘度，可防止顏料沉降和濕膜流掛。非牛頓流體剪切應(yīng)力隨剪切速率變化情況如下：35觸變型流體的粘度與剪切歷程有關(guān)，經(jīng)受剪切的36

三、流變劑的作用機(jī)理在低剪切速率下使涂料具有觸變性的方法有：（1）顏料絮凝法；（2）流變助劑法。在涂料配方中添加了表面活性劑使顏料疏松地附著在一起形成絮凝物。由于這一脆弱的結(jié)構(gòu)，形成了顏料顆粒鏈，總合起來為顏料網(wǎng)絡(luò)，使絮凝了的涂料體系在低剪切速率下顯示高粘度。但它削弱了顏料顆粒分散效果，容易影響遮蓋力和展色性。使用流變助劑形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，賦予涂料在低剪切速率下的結(jié)構(gòu)粘度是較好的方法，已被普遍地采用，顏料絮凝法已被迅速取代。涂層流掛和流平是兩個(gè)相互矛盾的現(xiàn)象。良好的涂膜流平性要求在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將粘度保持在最低點(diǎn)，有充分的時(shí)間使涂膜充分流平，形成平整的涂膜。這樣就往往會(huì)出現(xiàn)流掛問題。反之，要求完全不出現(xiàn)流掛，涂料粘度必須保持特別高，它將導(dǎo)致較少或完全沒有流動(dòng)性。為此需要優(yōu)良的流變助劑，使涂料流掛和流平性能取得適當(dāng)平衡，即在施工條件下，涂料粘度暫時(shí)降低，并在粘度的滯后回復(fù)期間保持在低粘度下，顯示了良好的涂膜流平性；一旦流平后，粘度又逐步回復(fù)，這樣就起防止流掛的作用。涂料在貯存時(shí)，流變助劑在其內(nèi)部形成疏松的結(jié)構(gòu)。為了破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)并使之流動(dòng)，必須施加外力。當(dāng)這個(gè)力超過該涂料的屈服值時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到完全破壞，涂料變?yōu)闃O易流動(dòng)的流體而便于流平，到一定階段，疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又得以形成，有利防止流掛。36三、流變劑的作用機(jī)理37

高剪切速率區(qū)，涂料的流動(dòng)行為主要受基料、溶劑和顏料的影響，在低剪切速率區(qū)，涂料的流動(dòng)行為主要由流變劑，顏料的絮凝性質(zhì)和基料的膠體性質(zhì)所決定。在涂料體系中添加流變助劑能夠形成膠體結(jié)構(gòu)，使涂料具備觸變性，同時(shí)能保持良好的顏料分散，還保證了顏料懸浮。

四、常用流變助劑與應(yīng)用涂料中使用流變助劑可以防止貯存時(shí)顏料沉降或使沉降軟化以提高再分散性，防止涂裝時(shí)流掛，調(diào)整涂膜厚度，改善涂刷性能，防止涂料滲入多孔性基材，消除刷痕，提高流平性。效果常用的幾類流平助劑主要有有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅、蓖麻油衍生物、聚乙烯蠟、觸變性樹脂。有機(jī)膨潤(rùn)土流變助劑用于涂料工業(yè)已有30年歷史。原料來自天然蒙脫土，主要是水輝石和膨潤(rùn)土兩種。親水性膨潤(rùn)土與鎓鹽，如季銨鹽反應(yīng)后成親有機(jī)性化合物，可有效地使用于溶劑型涂料。球形氣相二氧化硅表面上含有憎水性硅氧烷單元和親水性硅醇集團(tuán)，由于相鄰顆粒的硅醇基團(tuán)的氫鍵，形成三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)能為機(jī)械影響所破壞，粘度由此下降。靜置條件下，三維結(jié)構(gòu)自行復(fù)生，粘度又上升，因此使體系具有觸變性。在完全非極性液體中，粘度回復(fù)時(shí)間只需幾分之一秒；在極性液體中，回復(fù)時(shí)間37高剪切速率區(qū)，涂料的流動(dòng)行為主要受基料、溶38長(zhǎng)達(dá)數(shù)月之久，取決于氣相二氧化硅濃度和其分散程度。氣相二氧化硅在非極性液體中有最大的增稠效應(yīng)，因?yàn)槎趸桀w粒和液體中分子間的相互作用在能量上大大弱于顆粒自己相互間的相互作用。氫化蓖麻油衍生物分子中含有極性基團(tuán)，其脂肪酸結(jié)構(gòu)容易溶劑化，在溶脹時(shí)生成溶脹粒子間氫鍵鍵合，形成觸變結(jié)構(gòu)。氫化蓖麻油衍生物主要應(yīng)用于氯化橡膠涂料、高固體份涂料、環(huán)氧涂料，賦予觸變結(jié)構(gòu)，改善顏料懸浮性能，控制流變而不犧牲流平性。分子量1500-3000的乙烯共聚物統(tǒng)稱聚乙烯蠟，使之溶解和分散于非極性溶劑中，制成凝膠體，可作涂料流變助劑用。聚乙烯蠟改善顏料懸浮性能而不明顯增稠，改善流變控制而流平性能好，在金屬閃光漆中還可控制金屬顏料定向。醇酸樹脂用聚酰胺樹脂存在分子間氫鍵作用，改性可得觸變醇酸樹脂。返回38長(zhǎng)達(dá)數(shù)月之久，取決于氣相二氧化硅濃度和其分散程度。氣相二39

第七節(jié)增稠劑

一、概述增稠劑是一種流變助劑，加入增稠劑后使涂料增稠，在低剪切速率下的體系粘度增加，而在高剪切速率時(shí)對(duì)體系的粘度影響很小，同時(shí)還能賦予涂料優(yōu)異的機(jī)械及物理性能化學(xué)穩(wěn)定性，在涂料施工時(shí)起控制流變性的作用,在乳膠漆中應(yīng)用廣泛。（1）生產(chǎn)在乳液聚合過程中作保護(hù)膠體，提高乳液的穩(wěn)定性。在顏料，填料的分散階段，提高分散物料的粘度而有利于分散。（2）貯存將乳膠漆中的顏、填料微粒包覆在增稠劑的單分子層中，改善涂料的穩(wěn)定性，防止顏、填料的沉底結(jié)塊，水層分離。其抗凍融性及抗機(jī)械性能提高。（3）施工能調(diào)節(jié)乳膠漆的粘稠度，并呈良好的觸變性。

二、增稠劑的作用機(jī)理溶劑型涂料的粘度取決于合成樹脂的分子量，而合成乳液的粘度與其分子量無關(guān)，取決于分散相所謂粘度。目前對(duì)乳膠漆增稠的作用機(jī)理又多種說法，一般可歸納為3個(gè)方面，即水合增稠機(jī)理、靜電排斥增稠、機(jī)理締合增稠機(jī)理。

1．水合增稠機(jī)理纖維分子是一個(gè)由脫水葡萄糖組成的聚合鏈，通過分子內(nèi)或分子間形成氫鍵，也可以通過水合作用和分子鏈的纏繞實(shí)現(xiàn)粘度的提高，纖維素增稠劑溶液呈現(xiàn)假塑性流特性，靜態(tài)時(shí)纖維素分子的支鏈和部分纏繞處于理想無序狀態(tài)而使體3940系呈現(xiàn)高粘性。隨著外力的增加，剪切速率梯度的增大，分子平行于流動(dòng)方向做有序的排列，易于相互滑動(dòng)，表現(xiàn)為體系粘度下降。與低分子量相比，高分子量纖維的纏繞程度大，在貯存時(shí)表現(xiàn)出更大的增稠能力。而當(dāng)剪切速率增大時(shí)，纏繞狀態(tài)受到破壞，剪切速率越大，分子量對(duì)粘度的影響越小，這種增稠機(jī)理與所用的基料，顏料和助劑無關(guān)，只需選擇合適的分子量的纖維和調(diào)整增稠濃度即可得到合達(dá)的粘度，因而得到廣泛應(yīng)用。

2．靜電排斥增稠機(jī)理丙烯酸類增稠劑，包括水溶性聚丙烯酸鹽及堿增稠的丙烯酸酯共聚物兩種類型。這類高分子增稠劑高分了鏈上帶有大量的羧基，當(dāng)加入氨水或堿時(shí)，不易電離的羧酸基轉(zhuǎn)化為離子化的羧酸鈉鹽，結(jié)果沿著聚合物大分子鏈陰離子中心產(chǎn)生了靜電排斥作用，使大分了鏈迅速擴(kuò)張與伸展開來，提供了長(zhǎng)的鏈段和觸毛，同時(shí)分子鏈段間又可吸收大量水分子，大大減少了溶液中自由狀態(tài)的減小。由于大分子鏈的伸展與擴(kuò)張及自由態(tài)水的減少，分子間相一經(jīng)運(yùn)動(dòng)阻力加大，從而使乳液變稠。

3．締合增稠機(jī)理締合型增稠劑是在親水的聚合物鏈段中，引入疏水性單體聚合物鏈段，從而使這種分子呈現(xiàn)出一定的表面活劑的性質(zhì)。當(dāng)它在水溶液濃度超過一定特定濃度時(shí)，形成膠束。同一個(gè)締合型增稠劑分子可連接幾個(gè)不同的膠束，這種結(jié)構(gòu)抑制了水分子的遷移，因而提高了水相粘度。另外，每個(gè)增稠劑分子的親水端與水分40系呈現(xiàn)高粘性。隨著外力的增加，剪切速率梯度的增大，分子平41子以氫鍵締合，親油端可以與乳膠粒、顏料粒子締合成形成風(fēng)狀結(jié)構(gòu)，異致了體系黏度增加，增稠劑與分散相粒子的締合可提高分子間勢(shì)能，在高剪切速率下表現(xiàn)出較高的表觀粘度，有利于提高涂膜的豐滿度；隨著剪切力的消失，其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)，便于涂料的流平。增稠劑的增稠可以是某種增稠機(jī)理單獨(dú)起作用。如非離子型纖維素增稠劑，丙烯酸類增稠劑，聚氨酯增稠劑，也可同時(shí)存在多種增稠機(jī)理，如憎水改性丙烯酸類乳液，憎水改性羥乙基纖維素。

三、常用增稠劑與應(yīng)用乳膠漆用增稠劑根據(jù)作用機(jī)理可分為締合型和非締合型，按其組成主要有四類：無機(jī)增稠劑類，纖維素類，聚丙烯酸類，聚氨酯類。乳膠漆用增稠劑根據(jù)作用機(jī)理可分為締合型和非締合型，按其組成主要有四類：無機(jī)增稠劑類，纖維素類，聚丙烯酸類，聚氨酯類。41子以氫鍵締合，親油端可以與乳膠粒、顏料粒子締合成形成風(fēng)狀42增稠劑非締合型締合型無機(jī)增稠劑非離子型纖維素非離子型增稠劑，即PEO、PVA、PAM、EO聚氨酯堿溶型增稠劑，即丙烯酸系、苯乙烯/順丁烯酯堿溶脹型增稠劑，即交聯(lián)丙烯酸系乳液憎水改性羥乙基纖維素（HMHEC）憎水改性環(huán)氧乙烷聚氨酯（HMHEC）憎水改性聚丙烯酯胺憎水改性堿溶（或溶脹）丙烯酸系乳液

1．無機(jī)增稠劑無機(jī)增稠劑是一類可以吸水膨脹而具備觸變性的凝膠礦物，主要有有機(jī)膨潤(rùn)土、水性膨潤(rùn)土、有機(jī)改性水輝石等。水性膨潤(rùn)土在水性涂料中不但起到增稠作用，而且還可以防沉、防流掛、防浮色發(fā)花，但保水性流平性差，常與纖維素醚配合使用或者用于底漆及厚漿涂料。42增稠劑非締合型締合型無機(jī)增稠劑憎水改性羥乙基纖維素（HM43

2．纖維素類增稠劑纖維素類增稠劑是應(yīng)用歷史較長(zhǎng)、適用面廣的一類重要增稠劑，主要包括羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素，其中羥乙基纖維素使用最為廣泛。與其它增稠劑相比，纖維素類增稠劑具有以增稠效率高、與涂料體系相容性好、貯存穩(wěn)定性優(yōu)良、抗流掛性能高、粘度受PH影響小、不影響附著力的優(yōu)點(diǎn)，但纖維素增稠劑的使用也存在較大的缺陷限制了其使用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）抗霉菌性差，纖維素增稠劑量屬天然高分子化合物，易受到霉菌攻擊，導(dǎo)致粘度下降，對(duì)生產(chǎn)和貯存環(huán)境要求嚴(yán)格；（2）流平性，以纖維素增稠的乳膠涂料在剪切應(yīng)用力作用下，增稠劑與水之間的水合層被破壞，易于施工，涂布完成后，水合層的破壞即行終止，粘度迅速恢復(fù)，涂料無法充分流平，造成刷痕或輥痕；（3）飛濺性在高速溫涂施工時(shí)，輥筒和基材的出口間隙處常會(huì)產(chǎn)生涂料小顆粒，稱之為霧化；在手工低速輥涂時(shí)則稱為飛濺；（4）纖維素類增稠劑容易導(dǎo)致乳膠粒子的絮凝和相分離，影響涂料穩(wěn)定性。產(chǎn)生膠水收縮現(xiàn)象432．纖維素類增稠劑44

3．丙烯酸酯類增稠劑丙烯酸酯類增稠劑有堿溶型和堿溶脹型兩種。它們主要依靠在堿性條件下離解出來的羧酸根離子的靜電斥力實(shí)分子鏈伸展成棒狀增稠，需要保證pH值高于7.5。丙烯酸酯類增稠劑是陰離子型，其耐水、耐堿性較差。與纖維素類增稠劑相比，流平行好且抗濺落，對(duì)光澤影響小，可用于有光乳膠漆。

4．聚氨酯類增稠劑與前述纖維素增稠劑和丙烯酸類增稠劑相比，聚氨酯類增稠劑有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）既有好的遮蓋力又有良好的流平性；（2）相對(duì)分子質(zhì)量低，輥涂時(shí)不易產(chǎn)生飛濺；（3）能與乳膠粒子締合，不會(huì)產(chǎn)生體積限制性絮凝，因而可使涂膜具有較高的光澤。（4）疏水性、耐擦洗穩(wěn)定性、耐劃傷性及生物穩(wěn)定性好。聚氨酯類增稠劑對(duì)配方組成比較敏感、適應(yīng)性不如纖維素增稠劑，使用時(shí)要充分考慮各種因素的影響。增稠劑品種繁多，選擇使用時(shí)首先考慮其增稠效率和對(duì)流變性的影響，其次要考慮對(duì)施工性能、涂膜外觀的影響以及穩(wěn)定性。返回443．丙烯酸酯類增稠劑返回45

第八節(jié)水性助劑隨著人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，環(huán)保涂料日益受到重視，水性涂料是其中重要一員，使用助劑有利于改善水性涂料的生產(chǎn)、貯存、施工性能，并能夠提高涂膜的裝飾和保護(hù)性能，水性助劑主要有潤(rùn)濕分散劑、成膜助劑、緩蝕劑、流平劑、防霉殺菌劑等。

一、水性潤(rùn)濕分散劑水性涂料是以水為溶劑或分散介質(zhì)，水的介電常數(shù)大，所以水性涂料主要是通過雙電層靜電斥力來保持穩(wěn)定的，另外高聚物和非離子型表面活性劑吸附在顏料填料表面上，形成空間位阻而使分散體穩(wěn)定。所以水性涂料是以靜電斥力和空間位阻二者共同作用而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)果的。用于水性體系的分散劑可分為三類：無機(jī)分散劑，聚合物型分散劑和超分散劑。

（1）無機(jī)分散劑目前使用最多的無機(jī)分散劑主要有聚磷酸鹽（如六偏磷酸鈉）、硅酸鹽等，如六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀（KTPP）和焦磷酸四鉀（TKPP）等。其作用的機(jī)理是通過氫鍵和化學(xué)吸附，起靜電斥力穩(wěn)定作用。其優(yōu)點(diǎn)是用量低，約0.1%左右，對(duì)無機(jī)顏料和填料分散效果好。但也存在不足之處：一是隨著PH值和溫度的升高，多聚磷酸鹽容易水解，造成長(zhǎng)期貯存穩(wěn)定性不良；二是多聚磷酸鹽在乙二醇、丙二醇等二醇類溶劑中不完全溶解，會(huì)影響有光乳膠漆的光澤。4546

（2）聚合物型分散劑聚合物型分散劑主要有聚丙烯酸鹽類，聚羧酸鹽類，縮合萘磺酸鹽，多元酸共聚物等。這類分散劑的特點(diǎn)是，在顏料和填料表面產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附或錨固作用，具有較長(zhǎng)的分子鏈以形成空間位阻，鏈端具有水溶性，有的還輔以靜電斥力，達(dá)到穩(wěn)定的結(jié)果。要使分散劑具良好的分散性，要嚴(yán)格控制分子量。分子量太小，空間位阻不足；分子量太大，會(huì)產(chǎn)生絮凝作用。

（3）超分散劑超分散劑的分子結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分：一部分為錨固基團(tuán)，采用平面吸附方式，將分散劑錨合在顏料顆粒表面，防止超分散劑脫附；另一部分為溶劑化鏈，它與分散介質(zhì)具有良好的相容性，能在顏料表面形成足夠厚離的保護(hù)層，超分散劑是通過伸展于液相中的高分子所產(chǎn)生的斥力的位阻斥力的共同作用而使粒了均勻分散于體系中的。超分散劑親水端大多為側(cè)鏈帶羧基的聚合物，如丙烯酸（酯）、馬來酸（酯）及它們和衍生物，疏水端單體多為不飽和烴類，如苯乙烯，乙烯，丁二烯，二異丁烯，甲基乙烯醚，醋酸乙烯酯，a-甲基苯乙烯等。天然的高分子化合物，如藻酸鹽，瓜耳膠等，雖然分子量較大，也可用作分散劑。46（2）聚合物型分散劑聚合物型分散劑主要47

二、水性消泡劑水性涂料配方中浮化劑，潤(rùn)濕分散劑，流平劑和增稠劑等助劑的存在，不僅生產(chǎn)大量泡沫，而且還能夠穩(wěn)定泡沫。泡沫的存在使生產(chǎn)操作困難，給漆膜留下的氣泡造成表面缺陷，既有損外觀，又影響涂膜的防腐性和耐候性。水性涂料消泡劑一般分為三大類：有機(jī)消泡劑、聚硅氧烷類消泡劑和聚醚類消泡劑。常用的有機(jī)消泡劑一般是由水溶性差，表面張力低的液體組成，破壞作用很強(qiáng)，而抑泡作用很差。有機(jī)消泡劑包括：礦物類如液體石蠟；胺類及酰胺類如二戊胺，鹵化脂肪酰胺；醇類如椰子醇，己醇，礦物油類消泡劑使用比較普遍，主要用于平光和半光乳膠漆中。聚硅氧烷類消泡劑表面張力低，消泡和抑泡能力強(qiáng)，不影響光澤，但使用不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成涂膜縮孔和重涂性不良等缺陷。常用聚硅氧烷類消泡劑包括乳液型聚硅氧烷消泡劑和聚醚改性聚硅氧烷消泡劑，乳液型聚硅氧烷消泡劑，俗稱有機(jī)硅消泡劑，通過乳化甲基硅油制得，它在水相中易分散，用量小，消泡快；聚醚改性有機(jī)硅氧烷消泡劑由聚甲基硅氧烷和聚醚兩種鏈段組成，通過改變硅氧烷，環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷的比例，可以調(diào)節(jié)消泡能力。47二、水性消泡劑48

聚醚型消泡劑是高分子鏈中含有大量醚鍵的聚合物，通過環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷共聚制備，改變二者的比例，就可以調(diào)節(jié)聚醚對(duì)水的親和性，制成一系列消泡劑。傳統(tǒng)水性涂料消泡劑以與水相不相容而達(dá)到消泡目的的，因此容易產(chǎn)生涂膜表面缺陷。近幾年，開發(fā)了分子級(jí)消泡劑。這種消泡劑是將消泡活性物質(zhì)直接接枝在載體物質(zhì)上形成聚合物。該聚合物分子鏈上帶有濕潤(rùn)作用的羥基，消泡活性物質(zhì)分布在分子四周，活性物質(zhì)不易聚集，與涂料體系相容性良好。此外，為了滿足生產(chǎn)零VOC涂料的需要，也有不含VOC的消泡劑。

三、成膜助劑乳膠漆能形成連續(xù)涂膜的最低溫度稱為最低成膜溫度（MFT），若低于此溫度施工，乳膠漆中水分揮發(fā)后，樹脂不能聚結(jié)形成連續(xù)的涂膜，而呈粉末狀或裂狀不連續(xù)膜。為了滿足涂膜性能的要求，如一定的柔韌性，硬度，耐沾污性及顏料連接能力，乳膠涂膜的玻璃化溫度設(shè)計(jì)得較高，最低成膜溫度常常高于室溫，為調(diào)節(jié)涂膜物理性能和成膜性能之間的平衡，需添加使高聚物微粒軟化的成膜助劑來實(shí)現(xiàn)。成膜助劑又稱凝聚劑，聚結(jié)劑，它能促進(jìn)乳膠粒子的塑性流動(dòng)的彈性流動(dòng)，改善其聚結(jié)性能，能在廣泛的施工范圍內(nèi)成膜。成膜助劑通常為高沸點(diǎn)溶劑，會(huì)在涂膜形成后慢慢揮發(fā)掉，因而最終的涂膜不會(huì)太軟和太粘。48聚醚型消泡劑是高分子鏈中含有大量醚鍵的聚合49

乳膠粒的融合過程中，如果聚合物顆粒過硬，乳膠粒不會(huì)變形，也就不能成膜。因此，成膜首先需要使乳膠粒變軟，亦即降低聚合物的玻璃化溫度，成膜助劑通過對(duì)乳膠粒子的溶解作用，降低了乳膠體系玻璃化溫度。一旦乳膠漆粒變形與成膜過程完成后，成膜助劑會(huì)從涂膜中揮發(fā)，從而使聚合物玻璃化恢復(fù)到初始值，成膜助劑起一種“臨時(shí)”增塑劑作用。理想的成膜助劑應(yīng)該是聚合物的強(qiáng)溶劑，具有同樹脂良好的相容性，達(dá)到降低聚合物的玻璃化溫度目的，具有適宜的水溶解性，具有適且的揮發(fā)速度，成膜前保留在乳膠漆涂層中，水分揮發(fā)后，成膜助劑不能殘留在干涂膜中，具具有良好的水解穩(wěn)定性。成膜助劑大都為微溶于水的強(qiáng)溶劑，有醇類，醇醚及其酯類等。傳統(tǒng)的成膜助劑有：松節(jié)油，松油，十氫萘，1,6-己二醇、1,2-丙二醇、乙二醇醚及其醋酸酯，這些溶劑都有一定的毒性，正逐漸為低毒性的丙二醇醚類及其醋酸酯代替。盡管成膜助劑對(duì)乳膠漆的成膜有很大作用，但成膜助劑是有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境有一定影響，所以發(fā)展的方向是環(huán)境友好型的有效成膜助劑，如降低氣味、降低揮發(fā)性有機(jī)物含量、制備低毒、安全、生物降解的成膜助劑以及活性成膜助劑。49乳膠粒的融合過程中，如果聚合物顆粒過硬，乳50

四、防霉防藻劑在水性涂料中，酷蛋白、大豆蛋質(zhì)質(zhì)、纖維素衍生物等為微生物提供養(yǎng)料，微生物在適當(dāng)?shù)臈l件下開始繁殖，導(dǎo)致涂料腐敗失效。涂膜的成膜物質(zhì)是由各種營(yíng)養(yǎng)物，為策生物生產(chǎn)發(fā)育提供良好的營(yíng)養(yǎng)條件。在涂料中加入適量的防霉殺菌劑可以抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，保護(hù)涂料。防霉殺菌劑主要通過阻礙菌體呼吸、干擾病原菌的生物合成、破壞細(xì)胞壁的合成、阻礙類脂的合成發(fā)揮作用。針對(duì)水性涂料的特點(diǎn)，理想的防霉殺菌劑應(yīng)與涂料中各種組人的相容性良好，加入后不會(huì)引起顏色，氣味，穩(wěn)定性等方面的變化，具備良好的貯存穩(wěn)定性，水溶性良好，此外還應(yīng)具有有良好的生物降解性和較低的環(huán)境毒性。常用防霉殺菌劑包括：取代芳烴類，如五氯苯酚及其鈉鹽，四氯間苯二甲腈，鄰苯基苯酚等；雜環(huán)化合物類，如2-（4-噻唑基）苯并咪唑，苯并咪唑氨基甲酸甲酯，2-正辛基-4