乳胶漆的成膜机理和涂膜结构:乳胶漆成膜助剂_乳胶漆成膜时间_乳胶漆成膜原理

　　了解乳胶漆的成膜机理对于乳胶漆的研究开发、配方设计、生产和施工应用等都是十分 重要的。

　　另外，涂膜的性能是由涂膜的组成和结构决定的。仅了解涂膜的组成是不够的，必须进一步 了解涂膜的结构。尽管有关涂膜的结构的资料很少，但还是将其进行简单介绍，以利发展。

　　1.乳胶漆的成膜机理

　　对于乳胶漆的成膜机理，有多种说法，还没有取得一致的结论，尚在形成发展之中。择 其主要的作介绍。

　　(1) 乳胶漆的成膜过程乳胶漆的成膜是一个从分散着聚合物颗粒和颜料填料颗粒相互 聚结成为整体涂膜的过程。该过程大致分为三个阶段：初期、中期和后期。

　　① 初期 乳胶漆施工后，随着水分逐渐挥发，原先以静电斥力和空间位阻稳定作用而 保持分散状态的聚合物颗粒和颜料、填料颗粒逐渐靠拢，但仍可自由运动。在该阶段，水分 的挥发与单纯水的挥发相似，为恒速挥发。

　　② 中期随着水分进一步挥发，聚合物颗粒和颜料、填料颗粒表面的吸附层被破坏， 成为不可逆的相互接触，达到紧密堆积，一般认为此时理论体积固含量为74%,即堆积常 数是0.74。该阶段水分挥发速率约为初期5%〜10%。

　　Hoy 等用悬臂梁重量法堆积测定仪［cantilevered gravimetric beam (CGB) packome- ter］测试后得出，均匀球形粒子优先堆积排列是随机的密堆积(Bernal堆积)，其堆积常数 不是0.74,而是0.635；其最接近的平均粒子数不是12,而是8. 5。

　　大致可以把涂膜表干定义为中期的结束。这时涂膜水分含量约为2. 7%,黏度为103 Pa - so

　　③ 后期在缩水表面产生力的作用下，也有认为在毛细管力或表面张力等的作用下， 如果温度高于MFT,乳液聚合物颗粒变形，聚结成膜，同时聚合物界面分子链相互扩散、 渗透、缠绕，使涂膜性能进一步提高，形成具有一定性能的连续膜。此阶段水分主要是通过 内部扩散至表面而挥发的，所以挥发速率很慢。另外，还有成膜助剂的挥发。在此阶段初， 成膜助剂的挥发，是由挥发控制的；随后，成膜助剂的挥发，是由扩散控制的，如图3-1-11 所示。

　　(2) 乳胶漆的成膜条件乳胶漆成膜条件之一是水分挥发。水分不挥发，乳胶漆就不会 成膜。而水分挥发的速率，就乳胶漆来说，与其所含的成膜助剂和助溶剂等有关；就其施工 应用来说，不仅与周围环境的温度、相对湿度和风速等有关，而且与基层的温度、含水率、吸水性有关。因此综合平衡诸因素，使其有一个合适的水分挥发速率，以获得优良的涂膜。不能太快，也不能太慢。

　　乳胶漆成膜条件之二是施工时的环境温度和基层温度必须高于乳胶漆的最低成膜温度。否则，尽管水分挥发，但乳胶漆还是不能成膜的。

　　因为成膜需要乳胶粒子变形，分子链相互扩散和渗透，以致相互缠绕，达到聚结的。而这些都要求乳胶漆体系中有大于2.5%的自由体积。这里所谓的乳胶漆体系，是指乳胶漆中所有组分混合体。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。

　　Hill等用正电子湮灭寿命光谱仪 【positron annihilation lifetime spectroscopy （PALS）】和原子力显微镜，研究了乳胶膜结硬和成膜过程中自由体积的分布。从而得出，当温度低于TE时，由于没有明显的相互扩散，结硬的乳胶膜是脆的。

　　另外，乳胶漆的最低成膜温度是指乳胶漆形成不开裂的连续涂膜的最低温度。它不同于乳胶漆用乳液（包含成膜助剂）的最低成膜温度。一般来说，由于颜料填料等影响，尽管表面活性剂也有一定的降低乳液最低成膜温度的作用，乳胶漆的最低成膜温度也高于其所用乳液的最低成膜温度。

　　2000年11月初，上海市房地产科学研究院对“迎APEC（亚太经济合作组织）会议”用外墙涂料质量进行了控制检验，结果见表3-1-40。