涂料分散劑的作用機理

無機顏料表面有較高的極性，故低分子量的顏料分散劑較易吸附上去，且能較持久地吸附在顏料表面;而有機顏料表面基本上無極性，因此低分子量的顏料分散劑難以持久地吸附著，需使用較高分子量的分散劑或含錨定基團的聚合物分散劑。高分子量分散劑在顏料表面的吸附是通過官能團和聚合物錨定鏈吸附在顏料粒子表面上的。同時吸附形態(tài)與顏料表面的特性、形態(tài)、電荷分布，高分子化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)，分散介質(zhì)中溶劑的種類、對高分子聚合物的溶解性等諸多方面有關(guān)。高分子分散劑是人們根據(jù)顏料性質(zhì)所要求達到的分散目的而特殊設(shè)計的化合物。

與單錨固基團的小分子分散劑相比，高分子分散劑含多個錨固點，可更有效地吸附于分散粒子表面，吸附量大。一般來說，均聚物不是良好的分散劑，因其是較好的溶劑化鏈或是較好的錨固基團，而良好的斥力穩(wěn)定作用需二者兼具，能滿足這種要求的多為共聚物，如作為水性體系顏料分散劑的聚合物通常是二者兼具的無規(guī)共聚物、接枝共聚物或嵌段共聚物。

成膜助劑在水性涂料中的狀態(tài)

根據(jù)成膜助劑在聚合物中的位置,將其分為A、B、C三類。乳液以水為連續(xù)相,由乳化劑穩(wěn)定形成的疏水聚合物鏈球形膠束所組成。加入乳液體系中的成膜助劑在體系中所處的位置取決于自身的疏水/親水性。AB型在乳液聚合物和水的界面，主要為雙酯類和醇酯類，如Texanol酯醇、Lusolvan FBH、DBE-IB、COASOL；ABC型主要在聚合物顆粒間、邊界上和水中，主要為乙二醇酯和乙二醇酯醚，乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）；C型在水中，主要為醇類、乙二醇類，如乙醇、二乙二醇等。傳統(tǒng)分類中，又可以從和聚合物的相容性方面分為油溶性和水溶性。

成膜助劑

作用原理溶解性，又能夠和水相互混溶的溶劑。成膜助劑在乳液粒子的融合和結(jié)膜階段起著溶劑的作用，使聚合物顆粒表面溶脹、變軟，使其在成膜過程中更容易變形。在成膜助劑的作用下，乳液粒子之間的界面消失，形成連續(xù)均勻的膜。這就增大了低溫成膜的可能性，較低成膜溫度隨成膜助劑的增加而下降。用量繼續(xù)增大后，降低MFT的作用減少，再增大用量就看不出有多大效果了。而成膜助劑會從涂膜中逸出，是涂料中VOC的主要來源，不宜多加，控制在涂料配方量的1%~2.5%為宜(與乳液用量和乳液的玻璃化溫度顯著相關(guān))。大多數(shù)配方體系中，使用一種成膜助劑即可，但有時也需用幾種成膜助劑來起增溶作用，以調(diào)節(jié)揮發(fā)速度。Tg高的硬聚合物乳液應(yīng)選揮發(fā)速度慢和增溶作用大的成膜助劑。

成膜助劑對MFT的影響

成膜助劑又稱凝聚劑、聚結(jié)劑，通過降低聚合物表面積，降低表面能，控制水的蒸發(fā)以促進聚合物成膜。一旦乳液成膜過程完成，成膜助劑會從涂膜中揮發(fā)，從而使聚合物玻璃化溫度恢復(fù)至初始值。實驗證明，成膜助劑的水溶性、相容性和揮發(fā)性影響著成膜助劑在涂料中的存在狀態(tài)、運動行為和使用效果。

成膜助劑在乳液粒子的融合和成膜階段起著溶劑的作用。在成膜助劑的作用下乳液粒子之間的界面消失，形成連續(xù)均勻的膜。增大了低溫成膜的可能性，很低成膜溫度隨成膜助劑的增加而下降。然而用量增加到一定程度，其效果不明顯反而會增加成本。