摘要：通過幾種成膜助劑與乳液相容性的考察，討論了其對乳液的粘度、凍融穩定性、貯存穩定性、最低成膜溫度及涂料性能的影響。關鍵詞：成膜助劑在乳膠漆中的應用 ；應用1前言建筑涂料在涂料工業中占有很重要的地位，目前，國內建筑涂料在涂料中的比重日漸增大。隨著人們生活水平的口益提高．對建筑用乳膠漆的質量要求也越來越高，而涂料成膜的好壞直接影響涂層的性能。一般人們認為乳膠漆在較短的時間內就能完全成膜，而忽略了各個成膜階段的溫度控制，特別是外用乳膠漆在施工后的溫度變化較大，使最終涂層的性能不理想，如光澤下降、附著力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。本文對幾種成膜助劑在乳膠漆中的應用進行了一系列實驗，對建筑用乳膠漆的配方設計具有一定的參考作用。2實驗部分與溶劑型涂料不同，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，水分揮發，當乳膠微粒占膜層74％(體積)時，微粒相互靠近而達到密集的充填狀態。組分中的乳化劑及其他水溶性助劑留在微粒間隙的水中。第二，融臺過程。水分繼續揮發，高聚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，至毛細管徑大小時，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。這一過程是乳液能否成膜的關鍵，若乳液顆粒的玻璃化溫度(Tg)較高(為了使涂膜具有良好的機械性能,耐候性和耐沾污性，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，這時往往需要用成膜助劑協助成膜。第三，擴散過程。殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散，并使高聚物分子長鏈相互擴散，形成具有良好性能的均勻涂膜。成膜助劑是一種可以揮發的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒了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，可降低聚臺物的最低成膜溫度；在水巾溶解性小；具有-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，不影響涂膜性能；不影響乳液的穩定性。成膜助劑的種類很多，包括醇類(如笨甲醇)、酯醇類(如Texanol酯醇等)、醇醚類(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)、醇醚酯類(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。常用的成膜助劑有Texanol酯醇、苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。以下就這幾種常用的成膜助劑進行比較試驗。2．1主要儀器設備最低成膜溫度儀(日本理學工業公司，IV605)2．2試驗用的乳液本試驗采用在國內具有代表性、使用廣泛的純丙、苯丙、醋丙、叔醋等乳液，如長興、巴斯夫、聯碳、國民淀粉、羅門哈斯、江蘇口出集團、北京東方化工J一、北京通州互益化工廠、北京振翔貿易公百公司、山東青州寶達化工廠、北京科信工業貿易有限責任公可等的產品，因篇幅關系，本文僅提供部分試驗數據。2．3成膜助劑在乳液及涂料中的性能試驗相容性試驗：乳液與成膜助劑Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合，攪拌均勻，觀察乳液的性狀。乳液粘度的測定：在相容性正常的乳液中加人成膜助劑后測定其牯度，觀察粘度變化情況。乳液攝低成膜溫度的測定：將可相容的乳液與幾種成膜助劑混合，測定其最低成膜溫度(MFT)。乳液凍融穩定性試驗：將相容性正常的乳液加入相應量孔液最低成膜溫度降至0℃的最你用量)的Texanol、BA、EB和PPH成膜助劑．于-10％的冰箱中放置16h取出后于標準條件(室溫23±2℃，相對濕度50±5％)下放置8h，如此反復5個循環，觀察乳液最終狀態。乳液貯存穩定性試驗：將相容性正常的乳液加入相應量(乳液最低成膜溫度降低至0℃的最低用量)的Texanol酯醇、苯甲醇、EB、PPH成膜助劑，在標準條件(室溫23±2℃，相對濕度50±5％)下放置3個月，定期觀察乳液的狀態，測定其粘度、pH值。2．4涂料的性能檢測選用不同的成膜助劑(Texanol、EB、PPH和BA)，比較其對涂料性能的影響。PPH和BA不能直接加入，將其與醇類溶劑混合，在配漆過程中緩慢滴加，以防止造成絮凝；EB若在攪拌情況下緩慢加入，可不與醇類溶劑混合，但加入速度應緩慢。依據國家標準GB／T9755―95進行性能測試(耐老化性除外)，在耐擦洗性方面Texanol酯醇有比較突出的優勢，很可能是因為其他成膜助劑與純丙乳液的相容性不好，影響了乳液成膜，從而對涂料的性能造成影響。生產時應注意成膜助劑不能添加太快，以免產生絮凝而影響涂料的性能。3結果與討論3．1成膜助劑與乳液的相容性成膜助劑與乳液的相容性試驗結果：BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好，PPH在除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。否則也容易造成絮凝。對于純丙乳液，加人此三種成膜助劑都會產生絮凝，有時可以將這幾種成膜助劑與醇類溶劑混合后加到乳液中，以免造成破乳。Trexanol酯醇與我們收集到的任何一種乳液的相容性都很好，且添加方式簡易，不容易造成破乳，對乳液具有普遍性。　　3．2對乳液粘度的影響加入成膜助劑后，乳液的粘度基本上都有所增大。這是因為成膜助劑會軟化乳液粒子，乳液粒子溶脹而變大，只要加量適當，不會影響乳液的使用。但是，由于乳液粒子的溶脹，其表面上起保護作用的表面活性劑及保護膠體的濃度相應降低．甚至被大量成膜助劑取代，而使乳液不穩定。　　3．3對乳液MFT的影響　　成膜助劑對乳液MFT的影響：對于相容性好的乳液，要達到最低成膜溫度O℃時的成膜助劑的用量，對于苯丙乳液，加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小，這可能是因為相似相容原理，苯甲醇能在最大程度上軟化苯丙乳液粒子，使之以較少的用量就將乳液的最低成膜溫度降至0℃，但其毒性較大，對其他類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。EB可溶于水，加到乳液中后，不易與乳液粒子接觸，所以其用量相應要大些，但由于其揮發速度與水相當，甚至更快，所以對成膜不利。進而影響涂層的性能。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。因此，對于PPH可相容的乳液，與Texan0l酯醇效果差不多，但對十純丙乳液或其他類型的乳液，Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助劑簡易，且用量不大。　　3．4對乳液凍融穩定性的影響加入成膜助劑對乳液的凍融穩定性有一定影響。經過5次循環以后，乳液均凝聚，其原因是成膜助劑使乳液粒子溶脹，且使保護膠體濃度相應降低的緣故，所以若用成膜助劑與乳液配制成基料再使用，就要注意不能在低溫下放置貯存。3．5對乳液貯存穩定性的影響　　成膜助劑對乳液的貯存穩定性沒有影響(僅針對相容性好的乳液)，隨著時間的推延，有些乳液的pH值略微下降，這是中和乳液時所用的氨水揮發所致。乳膠漆成膜機理：乳膠漆涂料的成膜分為三個過程，乳膠顆粒緊密堆積，乳膠顆粒融結、聚合物鏈端相互擴散。乳膠漆涂布于基底上，涂料中揮發分（主要為水分）外蒸內吸，涂料固含量不斷增加，顆粒相互接近最后達到最緊密的堆積。干燥繼續進行，覆蓋于乳膠顆粒表面的吸附層被破壞，裸露的聚合物顆粒表面直接接觸，在聚結溶劑的溶漲溶解作用下，顆粒軟化變形融結而成連續薄膜。乳膠顆粒融結同時和之后，聚合物表面的鏈端分子相互滲透、擴散，涂膜進一步均勻化。乳膠漆成膜與天氣狀況關系很大，高溫、大風，低濕度，低溫、過度潮濕等都將導致乳膠粒子成膜不良，影響涂膜性能。

最近幾年國內精細化工行業都在關注一個問題：21世紀精細化工的發展趨勢。自從20世紀90年代后期以來，我國決定加大在能源、信息、生物、材料等高新技術領域的投資力度，化工作為傳統產業沒有被列入國家優先發展的行列，而被有的人歸于夕陽工業。但事實并非如此，特別是我們精細化工，由于它在國民經濟中的特殊地位，由于它和能源、信息、生物化工以及材料學科之間的緊密聯系，它在我國現代化建設中的作用將愈來愈重要，而成為不可替代、不可或缺的關鍵一環。 在這里我充滿信心地告訴大家，精細化工在中國、乃至在世界，依然是朝陽工業，前景一片光明。 一．精細化工在國民經濟中的地位 我們都知道精細化工是生產精細化學品的化工行業，主要包括醫藥、染料、農藥、涂料、表面活性劑、催化劑，助劑和化學試劑等傳統的化工部門，也包括食品添加劑、飼料添加劑、油田化學品、電子工業用化學品、皮革化學品、功能高分子材料和生命科學用材料等近20年來逐漸發展起來的新領域。中國是個人口大國，十多億人的生存與生存質量與精細化工息息相關。增加糧食產量，需要多種高效低毒的農藥、植物生長調節劑、除草劑、復合肥料；抵疾病需要多種醫藥、抗生素；石化工業生產需要催化劑、表面活性劑、油品添加劑和橡膠助劑等。服裝、絲綢工業需要高質量的染料、紡織助劑、顏料；美化環境、改善居住條件需要不同的涂料、黏合劑；據報道一臺電視機與2000多種化學品有關，其中絕大部分是精細化學品。 正由于精細化工對國民經濟和人民生活的重大貢獻，被我國先后列為“六五”、“七五”、“八五”和“九五”國民經濟發展的戰略重點，并作為七大重點工程之一來抓。經過20多年的努力，我國精細化工得到了長足的發展。目前我國精細化工企業總數已達11000余家，傳統領域精細化工企業7000多家，其中染料、顏料企業1525家，農藥及其制劑加工企業1243家，涂料生產企業4544家；新領域精細化工企業3900家. 精細化工行業總產值達1200億元，其中新領域精細化工產值為600～700億元。許多精細化工產品產量如染料、農藥等居世界前列。有部分精細化工產品已能滿足國內需求。 精細化工的發展，促進了其它行業如農業、醫藥、紡織印染、皮革、造紙等衣、食、行和用水平的提高，同時為這些行業帶來了經濟效益的提高。 精細化工的發展，為生物技術、信息技術、新材料、新能源技術、環保等高新技術的發展提供了保證。 精細化工的發展，直接為石油和石油化工三大合成材料（塑料、橡膠和纖維）的生產及加工、農業化學品的生產，提供催化劑、助劑、特種氣體、特種材料（防腐、防高溫、耐溶劑）、阻燃劑、膜材料，各種添加劑，工業表面活性劑、環境保護治理化學品等，保證和促進了石油和化學工業的發展。 精細化工的發展，提高了化學工業的加工深度，提高了大的石油公司、大的化工公司的經濟效益。 精細化工的發展，提高了國家的化學工業的整體經濟效益，增強了國家的經濟實力。 當今，精細化工已成為世界化學工業發展的戰略重點之一，也是化學工業激烈競爭的焦點之一。因此國家經貿委在“十五”工業結構調整規劃綱要中指出：化學工業的發展是以“化肥、農藥和精細化工為重點”。化肥和農藥直接與糧食生產有關，所以精細化工和糧食生產一樣重要，只能立足于國內，不能依賴于國外，關系國計民生的、不可或缺的重要經濟部門。 二．國內外精細化工的發展現狀 據統計全球500強中有17家化工企業，其中前幾位是美國杜邦公司、德國巴斯夫公司、赫斯特公司和拜爾公司，美國的道公司以及瑞士的汽巴―嘉基公司等。它們都有百余年的歷史，在20世紀70年代以前都大力發展石油化工，后來逐漸轉向精細化工。德國是發展精細化工最早的國家。它們從煤化工起家，在20世紀50年代以前，以煤化工為原料的占80%左右，但由于煤化工的工藝路線和效益不佳，1970年起以石油為原料的化工產品比例猛增到80 % 以上。 杜邦公司是世界上最大的化學公司，成立于1802年。它從1980年前后才從石油化工大幅度地轉向精細化工，比德國和日本起步晚，但發展速度卻很快。該公司對以往通用產品以提高質量、降低成本和提高市場競爭力為目標，80年代以來，擴大了專用化學品的生產，主要為農藥、醫藥、特種聚合物、復合材料等精細化工產品的生產。該公司的長遠目標為發展生命科學制品，為保健品、抗癌、抗衰老等藥物和仿生醫療品，1995年該公司利潤為33億美元。

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