涂料助剂裴忠宇.doc

涂 料 助 剂题 目：水性涂料常用助剂综述专 业： 应用化学 班 级： 11080302 学 号： 1108030224 姓 名： 裴忠宇 摘要： 本文主要介绍了助剂对水性涂料的生产、贮存、施工以及成膜的重要作用。分别对不同种类助剂的用途、生产和应用现状进行了概述。并对我国水性涂料助剂的发展现状进行了简要介绍,展望了我国涂料助剂的发展方向。关键词: 水性涂料；助剂；分类；应用；现状；发展。正文：助剂 调整和改进涂料和涂层的综合性能 常见助剂如下 1、润湿 分散剂 颜料是一种原始颗粒的聚集体,研磨分散的结果就是将这种聚集体解聚成原始颗粒状态分散到漆料之中,分散效果不佳将导致解聚不完全或者重新絮凝,造成浮色发花、沉底、光泽下降等等弊病。 颜料在分散时必须经历润湿、粉碎、稳定三个步骤 润湿助剂增进颜料附聚体的润湿,分散助剂稳定颜料分散体防止絮凝,一种产品常常兼具润湿和分散功能 2、 流平剂 流平助剂通过降低涂膜表面张力改善流动方式获得良好的涂膜外观,部分特殊的助剂同时能提供滑爽、增硬、抗划伤、防粘连的效果. 3、 主要品种有: 有机硅系流平剂 丙烯酸酯流平剂 其它类型流平剂（氟改性流平剂、高沸点溶剂） 消泡剂分为抑泡剂和破泡剂。抑泡剂主要是控制泡沫的产生并将产生了的泡沫消除,大多在涂料生产和使用过程中发挥作用;破泡剂主要是将产生的小气泡由小变大,使气泡膜逐渐变薄而自行破泡,此类助剂在涂料的整个过程中发挥作用. 主要产品： 有机硅系消泡剂 非硅系消泡剂 氟改性消泡剂 4、附着力促进剂 改善漆膜对底材的密着附着力促进剂的产品类型 树脂类附着力促进剂 含有多种官能团的树脂,能与底材形成一定的化学结合,同时又能与基料互溶结合,提高附着力.PP、PE等高结晶度塑料的表面处理剂也属此类.此类产品不同程度的存在相容性问题. 硅烷偶联剂 无机底材亲水的极性表面容易吸附上一层水膜,使涂料中的疏水基料难以润湿.硅烷偶联剂中的可水解基团遇到无机表面的水分后水解生成硅醇,而与无机物质结合,形成硅氧烷, 另一部分反应基团与有机物质反应而结合,在无机物质与有机物质界面之间搭起“分子桥” 把两种性质悬殊的材料连接在一起.产品价格昂贵,作用显著. 钛酸酯偶联剂 与硅烷偶联剂类似,只是反应基团不同. 有机高分子化合物 此类促进剂相容性好,对底材润湿性好. 5、 消光剂 消光就是削弱反射角方向的光线强度。主要品种有: 二氧化硅(消光粉) 主要是利用溶剂挥发后漆膜收缩引起涂膜表面不平整,造成光的多角度乱反射以降低光度. 硅酸盐类 提高体系的颜料体积浓度来降低光度. 高分子蜡 消光效果相对较弱,只使用在特殊场合. 6、 触变、增稠、防流挂助剂 原理简单来说就是助剂提供聚合物内部的网状结构的交联吸附,粘度升高。加入剪切力将网状结构破坏，粘度下降。撤去剪切力,网状结构回复,于是粘度重新上升.改善产品的施工性、漆膜流平性和产品的贮存稳定性等。 7、增塑剂 以液态存留在漆膜中的不挥发有机液体称为增型剂，又名增韧剂、软化剂。用来增加漆膜的柔韧度和提高漆膜的附着力，同时提高其耐寒性。 常用品种 酯类增塑剂（DBP、DOP) 环氧增塑剂（环氧大豆油） 8. 促进剂 金属皂催干剂 金属有机酸皂具有吸氧能力,能促进油类的氧化聚合. 固化促进剂 有机锡、有机胺或有机酸促进体系的交联 固化. 其它助剂 成膜助剂 降低水性漆膜成膜温度、改善乳胶粒子聚结性能。 防发花、防浮色剂 防止色漆施工时不同颜料的分离，是一种表面活性助剂。 防结皮剂 专用于气干性涂料在贮存过程中的防止氧化结皮，提高产品稳定性。 常用的有：甲乙酮肟、环已酮肟 光引发剂 促进UV涂料光固化反应 导电率调节剂 导电度增进剂 降低涂料体系电阻,满足静电喷涂要求. 静电防止剂 带有特殊极性基团的有机分子通过吸附空气中的水份,表面活性剂产生极化,形成极薄的导电层,构成静电泄漏通道,使积累的静电消除. 绝缘剂 高电阻值的绝缘助剂分子通过渗透,扩散至涂膜表面,提高涂层表面的绝缘性能。 保护功能类 阻燃剂 通过高温分解吸热,释放阻断剂,减慢燃烧反应速度,放出大量不燃气体,阻止被涂物火势蔓燃.水性涂料作为一种绿色环保型涂料被广泛地用于建筑、汽车等领域,尤其是在建筑领域。资料统计显示,我国建筑涂料2006年上半年产量达到73107万t,较2005年上半年增长率为11118%,占涂料全行业的32141%。随着国家有关节能、环保政策的出台,在节能建筑、绿色建筑要求的推动下,建筑涂料的发展前景良好。所以水性涂料的发展对整个涂料行业的发展具有举足轻重的作用。 随着水性涂料技术的不断进步,助剂作为水性涂料不可缺少的组分,也取得了长足的发展,助剂总的用量也日益增加,因此,涂料助剂的各项性能和对环境的影响也逐渐受到人们的重视。助剂的产品质量和发展水平从一个侧面反映涂料产品质量和水平,客观评估水性涂料助剂工业应用现状与发展趋势,对于整个涂料工业的发展都是必需的和有益的。助剂在水性涂料中的作用涂料助剂被认为是涂料产品的一类重要组成材料，它可以改进生产工艺、改善产品性能，提高涂料施工性能、减少对环境的污染，开发新型涂料特殊功能，推出各种功能的水性涂料。尽管绝大多数助剂在涂料中使用的相对比例不高，但往往对提高和改善涂料和涂膜的性能却能起到十分关键的作用，因此越来越受到业界人士的重视。在某些产品中甚至已到了离不开它的程度，涂料助剂由于其功能的各异而品种繁多。据不完全统计，估计达几千种之多，主要有成膜助剂，润湿剂、分散剂、消泡剂，增塑剂，增稠剂，防冻剂、流平剂、防霉剂及防腐剂、pH调节剂等。助剂的分类和应用 水性涂料有水分散型和水溶型两种,其中以水分散涂料的应用最为广泛,水分散的水性涂料中按粒径大小与外观又可分为胶体分散和乳液分散两种。水性涂料用助剂的种类较多,主要有乳化剂、成膜助剂、增稠剂及润湿剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、流平剂、防霉剂及防腐剂、pH调节剂等。助剂虽然在乳胶涂料中所占的质量分数不大,但其与涂料的各个环节密切相关。下面将各种助剂加以分类阐述。涂料加工用助剂 乳化剂 在用乳液聚合来制备水性涂料时,乳化剂为聚合提供胶束状微粒,聚合后使聚合物粒子保持稳定, 成为水性涂料的重要组成2 。但在涂装后,干燥成膜之际,它留在涂膜内常会形成亲水性的成串状小空隙的相分离状态,并向基材界面迁移,这就助长了水向涂膜内侵入。为了解决这个问题,高分子乳化剂和反应性乳化剂的使用成为发展方向。 高分子乳化剂通常是疏水性单体与丙烯酸的嵌段共聚物;反应性乳化剂的结构有多种,侧端常带有亲水性基团或疏水基,这两种乳化剂耐水性都较好。润湿剂和分散剂 主要是减少完成分散过程所需的时间和能量,同时使颜料分散体稳定。润湿剂可降低液体和固体表面之间的界面张力,使固体表面易于为液体所润湿。常用乳胶涂料润湿剂与乳化剂属于同一范畴的表面活性剂,多为阴离子或非离子表面活性剂。烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂作为一种应用较为广泛的润湿剂,由于其能干扰人体内分泌等症状,将会被逐步取代,相关行业的许多大公司也对外宣称不再使用这类产品。 罗地亚公司已有替代烷基酚聚氧乙烯醚的数十种成熟产品推向市场,但是在中国市场,并没有得到广泛使用。空气化工产品公司开发了乙炔二醇类双胞表面活性剂,这种新表面活性剂有二个亲水基和二个或三个疏水基,具有低泡高效等优点,是一种多功能表面活性剂。 分散剂使被润湿的颜填料粒子分散体系在相当长时期内处于相对稳定状态,避免颜填料的絮凝、结块。分散剂分为两大类,即无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中包括磷酸盐、硅酸盐等,使用最多的是六偏磷酸钠。有机分散剂中包括聚丙烯酸盐类、聚异丁烯顺丁烯二酸盐类等。有机分散剂的分散效果通常好于无机分散剂,但有机、无机两类分散剂复配的效果较佳。 磷酸盐可作为分散剂和阻燃剂,由于对环保的考虑,涂料中磷酸盐的使用也将会有所限制。安格斯化学公司生产的新型多功能分散剂AMP已得到广泛的应用,不但分散效果好,还可以改善涂料的光泽,另外还具有耐洗刷、稳定pH值、低气味、耐黄变、降低VOC、高酸碱缓冲容量等功效。消泡剂 由于在乳胶涂料中加有多种表面活性剂,因此,在其生产制备和施工过程中很容易产生泡沫。消泡剂就是用来抑制涂料在生产中泡沫的出现及消除涂料成膜时出现的气泡。人们早期使用二甲基硅油等,当为短链分子时,相对分子质量小,特别容易迁移,造成麻烦;当为长链分子时,又不易混容,特别容易导致缩孔,因此纯的聚二甲基硅氧烷在现代涂料中几乎不再适用。更好的办法是在侧链或端基引进醚类等其他化学结构部分取代甲基,现多采用有机改性聚硅氧烷作为流平消泡助剂,改性后有机硅与涂料有一定的不相容性,具有较佳的消泡效果。 近几年,为了减少VOC的量,开发了分子级消泡剂和不含VOC的消泡剂。分子级消泡剂将消泡活性物质直接接枝在聚合物分子链上,活性基团分布在分子四周,不易聚集,这样与涂料体系相容性良好,如FoamStarA30系列和SurfynolDF37等。不含VOC的消泡剂,如Agitan315和AgitanE255等。涂料贮存和施工用助剂增稠剂 增稠剂能调节乳胶涂料的粘度或流变性,易于形成均匀的涂料组分。有些增稠剂还可改善涂料的触变性,使得便于施工,减少滴流和流挂。由于增稠剂有阴离子、阳离子和非离子3类,选择不当将会改变乳液的电荷性质,对已存在的乳液体系发生影响,严重破坏乳胶涂料的稳定性。 水性涂料用增稠剂的品种主要有膨润土、胶态二氧化硅、纤维素类、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等等。其中,应用最广泛的是水溶性纤维素类衍生物、丙烯酸以及缔合型聚氨酯3类产品。纤维素类增稠剂的普遍缺点是易被微生物降解和发霉,并且乳胶涂料施工时容易飞溅。丙烯酸类增稠剂有不易发生微生物降解的优点,并且与乳液相容性好,容易成膜,涂膜平整而有光泽。缔合型聚氨酯类增稠剂像大分子表面活性剂,亲水端与水分子以氢键缔合,疏水端与涂料中各组分憎水结构吸附在一起,在水中形成立体网状结构,并且可使乳胶涂料具有一定触变性,有利于施工,常用品种如憎水改性的乙氧基化聚氨酯等,这种多功能的环境友好的缔合型聚氨酯增稠剂开发受到普遍重视。1.2.2 固化剂 水溶性涂料在漆膜形成之前成膜物质是溶于水的,一旦成膜后又必须不溶于水,成膜后亲水性官能团消失或大大降低其极性,这个过程为交联固化。 交联方式分为自交联和外加交联剂交联两类3 ,外加交联剂至少是两官能团物质。一般而言,最常用的固化剂有水溶性三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂,其中以水溶性六甲氧甲基三聚氰胺用得比较普遍。1.2.3 催干剂氧可以和树脂中的双键反应,最主要的树脂是醇酸树脂,其次是聚丁二烯类涂料。反应可以由树脂的凝胶和最终涂膜的硬化来观察到。这一氧化反应可以通过加入金属皂类催干剂而加速,这些皂类包括环烷酸盐、癸酸盐和辛酸盐等。润湿分散剂润湿分散剂主要是减少完成分散过程所需的时间和(或)能量，同时使颜料分散体稳定。水性涂料中颜填料的分散稳定包括润湿、分散和稳定三个过程。润湿剂是结构中带有亲水基、亲油基两个基团的表面活性剂。用于水性涂料体系的颜料(金属或有机颜料)分散剂可分为聚电解质高分子化合物或阴离子羧酸、非离子化合物等两类。此类颜料分散剂主要通过以下两种作用来保持颜料粒子的分散性和稳定性。(1)控制颜料粒子表面上吸附的电荷，由于带有相同电荷而相互排斥，带电的颜料微粒在库仑排斥力作用下来维持水性涂料乳液的分散稳定性。(2)颜料微粒的表面形成一种稳定的吸附层，阻止颜料微粒相互接近，起到一种空间位阻效应而提高颜料的分散性，从而改善涂膜的外观装饰性并增加了涂料的商品价值。高分子分散剂，其结构为无规共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物等，其中无规共聚物应用较多。亲水性基团可由羧基、磺酸基、羟基、氨基等组成，疏水性基团多为不饱和烃类，如苯乙烯、乙烯、丁二烯、二异丁烯、(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、一甲基苯乙烯等单体组成，亲水性基团也可由一系列共聚物组成，如丙烯酸一丙烯酸酯(丙烯酰胺)共聚物、苯乙烯一丙烯酸(酯)共聚物、马来酸(酯)一丙烯酸(酯)(苯乙烯)共聚物等。决定一个润湿分散剂效率高低的要素之一，是其拥有的“锚固基团”的数量。如果1个分子上只有1个锚固基团，其一旦被溶剂分子置换后，就会造成整个分子立刻从颜料表面完全脱离开来，从而导致颜料的絮凝。拥有若干个官能团的的分子则不易脱落，表现出优良的性能。对有机颜料来说，芳香基团会很有效果。分散剂上的芳香基团，如苯基和萘基，对分散体的长期稳定特别有帮助。无机颜料也可分为不同的化学种类:氧化物、氢氧化物、硫化物、硅酸盐，硫酸盐或碳酸盐。很显然，这些极性的分子结构非常易于与酸性基团，如羧酸、磷酸或硫酸官能团相互作用。消泡剂水性涂料在制造和施工过程中都会产生泡沫，“泡冠”会延长生产时间并降低生产设备的有效容积。泡沫也会对施工过程产生影响，使涂膜在于燥后产生各种表面缺陷。传统水性涂料消泡剂一般分为三大类:矿物油类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂和其他类消泡剂。近几年，开发了分子级消泡剂。这种消泡剂是将消泡活性物质直接接枝在载体物质上形成聚合物。该聚合物分子链上带有湿润作用的羟基，消泡活性物质分布在分子四周，活性物质不易聚集，与涂料体系相容性良好。这类分子级消泡剂有矿物油类，如FoamStarAIO;含硅类，如FoamStarA30;以及非硅非油聚合物类，如FoamStarMF系列gj。另据报道，这种分子级消泡剂是以超接枝星形聚合物作为不相容表面活性剂，在水性涂料应用中取得很好结果。Stout等报道的AirProducts分子级消泡剂，属于乙炔二醇类，是兼具湿润性的控泡剂和消泡剂，如SurfynolMD20和SurfynolMD30等。此外，为了满足生产零VOC涂料的需要，也有不含VOC的消泡剂，如Agitan315、AgitanE255等。增塑剂低温柔韧性是检测涂料性能的一项重要指标，而该指标由水性涂料所采用胶乳的玻璃化转变温度(Tg)确定。当外界温度高于基料的Tg时，涂料行为类似橡胶，受载时产生弹性形变，具有较好的柔韧性;当外界温度低于基料的Tg时，涂料行为类似玻璃易于产生脆性破坏，其柔韧性显著下降。目前所供使用的胶乳如VAE乳液的Tg3，某些丙烯酸乳液的Tg在5左右，都不能满足要求。因此，掺入一定量的增塑剂可以起到降低胶乳Tg的作用。而随着胶乳Tg的降低，涂料的低温柔韧性也随之提高。增塑剂通常是高沸点难挥发的液体或低熔点的固体，一般不与乳胶的主体成分发生化学反应。它作为小分子助剂，主要作用是插进成膜的高分子物质中，削弱乳胶中聚合物的分子间力，促进了聚合物分子链段的活动性，降低聚合物分子链的结晶性，从而使聚合物分子链段变得柔顺。采用增塑剂来改善涂料的低温柔韧性，一般来说，效果是明显的，但这并不等于说，增塑剂的掺量越多越好。通过实验发现，防水涂料低温柔性的改善总是伴随着其拉伸性能的损失。图2、图3、图4分别为丙烯酸涂料中掺入某种增塑剂后，它的玻璃化转变温度、抗拉强度与延伸率的变化曲线。随着增塑剂掺量的加大，涂料的Tg降低了，与此同时，涂料的抗拉强度与延伸率也降低了。因此，一味的追求低温柔韧性并不可取。增稠剂增稠剂能调节乳胶涂料的粘度或流变性，易于形成均匀的涂料组分。有些增稠剂还可改善涂料的触变性，使得便于施工，减少滴流和流挂。水性涂料以水作为分散介质，粘度通常都较低，常需要加入一定量的增稠剂。常用的增稠剂有四类:无机增稠剂类、纤维素类、聚丙烯酸类、聚氨酯类。根据增稠剂与乳胶粒中的各种粒子作用关系，还可分为缔合型和非缔合型，无机增稠剂以膨润土为代表。通常水性膨润土吸水膨胀后形成触变性的凝胶矿物，吸水后体积为原体积的好几倍。它不但起到增稠作用，而且还能防沉、防流挂、防浮色发花，其增稠效果要好于同样用量的碱溶胀丙烯酸类和聚氨酯类增稠剂。除此之外，它还具有广泛的pH适应性，良好的冻融稳定性和生物稳定性。由于不含水溶性表面活性剂，干膜中的微细粒子有阻止水分迁移、扩散作用，能增强涂膜的耐水性等特点。自20世纪50年代以来，纤维素类增稠剂就一直是最重要的流变助剂，主要品种有羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素等，目前使用最广泛的羟乙基纤维素具有增稠效率高，相容性好，贮存稳定性好，抗流挂等优点。改善成膜和涂膜性能用助剂成膜剂涂料中高聚物的成膜温度必须在最低成膜温度以上才能固化成膜,而最低成膜温度往往高于室温导致不能成膜,所以必须添加成膜助剂。成膜助剂又称凝集剂、聚结剂,使聚合物粒子易受压变形,可降低乳液及乳胶漆的最低成膜温度,常为高沸点溶剂,在涂膜形成后慢慢挥发。理想的成膜助剂应是聚合物的强溶剂,在水中的溶解度小,易被乳胶微粒吸附,还应具有适宜的挥发速度,成膜后能够完全挥发,最重要的是要求无毒环保。成膜助剂可分为三类,第一类为疏水性烃类成膜助剂,如芳香烃、石油溶剂油等,这一类成本虽低,但比较低效,还会降低涂料光泽,增大涂料气味;第二类成膜助剂具有一定的亲水性,如Texanol、醋酸乙氧基乙酯、醋酸丁氧基乙酯、丁氧乙醇等,可使乳液涂膜聚结良好;第三类为亲水性成膜助剂,易溶于水,如乙二醇乙醚、己二醇、乙二醇和丙二醇等,这类成膜助剂不能单独使用,常作为防冻剂用于改善乳胶的冻融稳定性及改进涂刷性,由于乙二醇经动物肝脏分解以后则对生物体产生剧毒,所以现在都用毒性很小的丙二醇来起到防冻效果。成膜助剂是水性涂料中挥发性有机物的主要来源,所以要严格取缔对环境有害的成膜助剂,开发低气味、低毒、安全、可接受的生物降解性新型成膜剂,并且还要综合优化涂料配方体系,尽量减少甚至不用成膜助剂以降低挥发性有机物(VOC)。曾被广泛使用的乙二醇醚和乙二醇酯系列产品经研究证实能导致生物的生殖系统病变,并可能导致动物胚胎的变异。在欧洲,产品中如果添加有乙二醇单甲醚(EGME)、乙二醇单乙醚(EGEE)、乙二醇单甲醚乙酸酯(EGMEA)、乙二醇单乙醚乙酸酯(EGEEA)则不能贴上“欧洲之花”环保标志。目前以丙氧基为主要结构的醇醚类成膜剂可以作为乙二醇醚类替代品,其具有更好的综合性能,但使用时需要对配方作适当的调整,如成膜剂丙二醇苯醚(KL2PPH)沸点高,混溶性好,环保无毒,可以作为乳胶漆的专用聚结助剂及溶剂来替代毒性或气味较大的异佛尔酮、DBE、乙二醇醚等。现在我国大多数企业使用的是Texanol和国产醇酯。活性成膜助剂作为一种新型的品种已经被研发出来,如丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯(DPOA),可使乳胶漆在室温成膜,最终在催干剂作用下进行氧化自由基聚合,所以没有挥发,不仅环境友好,还提高了涂膜的各种性能,如硬度、亮度等。湿润分散剂在颜、填料颗粒上的吸附颜、填料分散体要达到稳定状态，不管是通过静电稳定，还是通过空间位阻稳定，又或是通过二者结合稳定，前提条件是湿润分散剂必须牢牢地吸附在颜、填料颗粒上。根据表面活性剂在固液界面上的吸附理论24，将吸附分为2个阶段。第一阶段是个别的表面活性剂分子或离子（取决于表面活性剂的类型）通过静电吸引（只存在于离子型表面活性剂场合，而且此时固体表面所带电荷的符号与表面活性剂电荷的符号相反）和/或范德华引力与固体表面直接作用而被吸附。在第二阶段，表面活性剂分子或离子通过碳氢链的疏水作用形成胶束而使吸附激剧上升。水性涂料的颜、填料分为极性的无机颜、填料和非极性的有机颜料，其所用的湿润分散剂是阴离子型和非离子型表面活性剂。对于极性的无机颜、填料和阴离子表面活性剂，当pH值高于其等电点时，无机颜、填料表面是带负电。一般来说，在乳胶漆中，pH值是高于颜、填料等电点。事实上，阴离子表面活性剂也吸附在带负电的无机颜、填料表面上，而使电位成为更小的负值达到稳定的。那么是什么力驱使阴离子表面活性剂吸附在带负电的无机颜、填料表面呢？Farrokhpay等25认为，可能是配位力（complexation）或氢键力。其实，配位力或氢键力都比静电力小得多，不足以克服静电力。这是一个还没有解决的问题。当pH值低于其等电点时，则表面带的是正电，吸附阴离子。对于极性的无机颜、填料和非离子表面活性剂，不管pH值高于或低于其等电点，无机颜、填料都是通过极性基的作用吸附。 总之，对于极性的无机颜、填料，不管第一层吸附的是阴离子或非离子表面活性剂，由于疏水基伸向水中会使体系能量提高，所以通过胶束作用疏水基与疏水基连在一起，从而吸附了第二层。这样，亲水基伸向水中，体系较稳定。对于非极性的有机颜料和阴离子或非离子表面活性剂，则是通过氢键和范德华力吸附表面活性剂。在乳胶漆中，极性的无机颜、填料和非极性的有机颜料，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，同时存在的情况下，是处于竞争吸附，谁强谁先吸附。增稠剂和乳液的乳化剂等也参加了这种竞争,竞争吸附的结果还与加料的次序有关。一定要处理好他们之间的平衡关系，乳胶漆才能稳定。成膜助剂成膜助剂又称凝聚剂、聚结剂，通常为高沸点溶剂，成膜助剂的作用如同一种“临时”增塑剂，用以降低聚合物的玻璃化温度(Tg)，一旦颗粒变形与成膜过程完成后，成膜助剂会从涂膜中挥发，从而使聚合物Tg值恢复至初始值。通常情况下，大多数成膜助剂在室温下挥发比水滞后12小时，因此，成膜助剂应该由挥发性较慢的溶剂组成。作为成膜助剂的最大先决条件就是在干燥过程中，水分挥发，而成膜助剂仍留在涂层中，它最后从涂层中自行挥发。通常应用于涂料的胶乳都具有较低的玻璃化转变温度(Tg)如VAE乳液的在一3左右，因此在大多数气温高于5条件下这些乳液都可以正常成膜，而成膜助剂的加入，对加速涂膜干固起到了一定的作用。图1是乙二醇作为成膜助剂时，对丙烯酸涂料干固时间的影响。由图1可见，随着乙二醇掺量的增加，涂膜的干固时间也随之降低。流平剂流平剂的使用是保证涂料良好的流平性,因为其可以调节涂料在成膜过程中失水速率。目前,以1,22丙二醇应用最广。流平剂在涂膜形成后能缓慢地挥发出来,消除自身的影响。流平剂通常也具有防冻功效,可以调节涂料的最低施工温度。附着力促进剂附着力促进剂可以改善聚合物对无机底材的附着力,具有同聚合物的反应性,能够对无机表面形成共价健,并且可水解,还具备水溶性、表面活性和对润湿性的控制等性能。有机硅烷具有所要求的综合特征,在涂料中添加硅烷附着力促进剂,可以提高涂层的附着力,改善耐损伤性和耐腐蚀性,还可改善填料和颜料的分散性,使得填料和颜料抑制固化的作用有所减少。功能性助剂防霉剂、杀菌剂水性涂料中的很多物质往往可以成为各种微生物的营养来源,在适当的潮气、温度下,涂料容易霉化、变质。水性涂料用防霉杀菌剂可分为罐内防腐剂(主要是乳胶漆使用)和涂膜在自然环境中的防霉杀菌剂。由于近几年病毒事件不断发生,防霉杀菌剂在涂料中的应用成为业界热点,尤其是建筑涂料行业对防菌涂料的热情高涨。但防霉杀菌剂很多对人体和环境都有一定的副作用,欧洲制定第五届环保行动计划,要求涂料行业尽量减少商用防霉杀菌剂的用量和种类。如何减少防霉杀菌剂对环境的污染并且提高杀菌效果成为这个领域的发展方向。防霉、杀菌剂有取代芳烃类、杂环化合物、胺类化合物、有机金属化合物等几大类,常用品种有22(42噻唑基)2苯并咪唑、2,4,5,62四氯苯二甲腈、甲氧甲酰氨基苯并咪唑、氧撑双吩噁吡等,一般添加量为0107%左右。防霉杀菌剂主要向不含氯、低毒高效、广谱长效和降低VOC含量方向发展。对人体明显有害的有机汞类广谱防霉剂和甲醛等品种的防霉剂,以及对助剂在水性涂料中的应用与发展人体有明显皮肤敏感性的防霉杀菌剂将会被取缔。另外用微胶囊包覆技术处理防霉杀菌剂,可以延长防霉杀菌效果并减少环境污染。纳米光催化杀菌剂的新技术研究近年来吸引人们投入很多的精力,但真正用于涂料大规模工业化生产的还未见报道。防污剂防污剂分为海洋防污剂、建筑用防污剂和其他用防污剂。海洋防污剂主要是阻止海洋生物的附着,其以防藻防霉剂为主。而建筑用防污剂的防污机理与之不完全一样,建筑涂料防污是近几年才提出的理念,负离子发生材料或者说纳米光催化材料充当着重要角色,其在一定条件下会产生超亲水性和氧化性,从而起到防污效果。近来由中国科学院广州化学所研究开发成功的防污剂也具有很好的效果,不过这种防污剂是对建筑内外墙涂料进行表面处理从而起到防污效果,不仅可在涂料表面形成防渗层,使制品具备优良的防污能力,而且不影响这些制品原有的色彩、光泽、耐久性和防霉性。水性涂料助剂的多功能化发展方向水性涂料是一个复杂的体系,各种助剂在乳胶涂料中的加入量虽然不多,但对涂料的生产、贮存、施工、成膜起着非常重要的作用。助剂的发展方向趋向于多功能化,多功能助剂可以全面提升涂料的整体性能,降低成本,减少VOC的排放量,达到改善涂料多种性能的目的,比如前面所提到的多功能分散剂AMP、缔合性聚氨酯增稠剂、双胞润湿剂、活性成膜助剂以及硅烷附着力促进剂和纳米材料杀菌剂等等。我国水性涂料助剂现状及发展社会发展,百业兴旺,为涂料工业带来了前所未有的机遇,涂料工业的发展,需要配套的助剂产业来支撑。若按吨涂料用助剂约35kg计,2006年上半年,我国仅建筑涂料就要消耗215万t的助剂,每年又以超过10%的速度增长,用量和增量都非常大,因此,水性涂料助剂是一个十分诱人的市场。涂料行业需求的助剂种类较多,且品种、功能不同,而我国水性涂料助剂工业起步较晚,虽然一些单位一直在从事水性涂料用助剂的开发和生产,但没有形成较为系列的产品,只能在一些特定的场合下使用。原料质量还不很稳定,有时同一批号的产品,做出的涂料性能也不统一。现在大多高品质的水性涂料企业的助剂都是从国外进口,跨国公司助剂占据着我国中高档涂料助剂市场,同时引领着我国助剂市场。社会必然要走可持续发展的道路,人们生存的环境必然要进一步优化,因此我国涂料助剂行业尤其是水性涂料助剂必须加大科技创新力度,加快步伐,缩小差距,这样才能使得我国飞速发展的涂料工业长足稳定,后劲十足。我国水性涂料助剂行业发展迫在眉睫。水性涂料助剂工业概况 我国水性涂料助剂工业起步较晚，但用量大，增量更大。虽未见有产量、用量、产值和增速的报导，若按吨涂料用助剂约30公斤计，又假定我国涂料中55%是水性涂料，则2004年水性涂料助剂用量约49500吨。据称，2002年，仅深圳海川化工有限公司助剂销售就达2亿元人民币。这几年，我国水性涂料年均增速约为15%，所以水性涂料用助剂的用量和销售额年均增速估计也在15%左右。由于原料大涨价，助剂销售额年均增速可能更高些。因此，水性涂料助剂市场大而高速发展，是一个十分诱人的市场。 有需求，有市场，就有市场的供方，以满足市场的现在需求和不断增加的需求。需方是近万家涂料生产企业，而供方分如下三大类。 近几年来，这些企业发生了一些新的变化：(1)一些高新技术企业加入涂料助剂的竞争，主要是生产有机硅、纳米材料、氟碳材料的企业，但他们大多只能提供产品，却很少能同时提供产品在涂料上的应用服务，而且这些产品也不是专为涂料设计和研发；(2)国外助剂代理企业不再单纯代理某一家或某几家的助剂产品，他们在依靠自身积累的助剂理论及应用知识进行一定的实业化探索和尝试；(3)国外助剂生产企业在引入更多优质产品的同时，也在加快助剂中国本土化的进程，以图降低成本，增加竞争优势；也有一些企业开始脱离对中国代理公司的依赖，亲自设立分支机构竞争中国市场。总的说来，近两年国内涂料助剂业目前主要有以下特点：(1) 由于中国处于工业化发展阶段，因此，世界许多助剂生产跨国企业都进入了中国市场；(2)我国涂料行业每年的助剂需求量迅猛增长；(3)助剂行业相对优厚的利润，也吸引了内资企业进行涂料助剂的研发与生产，但是与跨国公司相比，国内企业的产品在系列化和产品性能上还存在一定差距，某些产品开发、应用仍处于模仿阶段；(4)WTO的加入和我国工业化的发展，将有更多外资生产企业进入中国，对内资生产企业和产品代理公司产生更大的竞争压力；(5)助剂企业在国内的服务水平有待提高；由于助剂行业技术门槛较高，对技术服务人员的技术要求也相应较高，但国内助剂服务水平总体表现为缺乏系统和深入的技术。我国涂料助剂生产企业，如广州市华夏助剂化工有限公司、上海长风化工厂、浙江临安福盛涂料助剂有限公司、江苏省扬州立达树脂有限公司等，这几年虽有一定发展，但生产规模小，技术力量有限，产品模仿多，创新少，还没有形成自己的特色。在助剂市场竞争中，国内助剂生产企业较多地靠价格竞争。 跨国助剂公司在中国的办事处和企业，如德国毕克化学公司（BYK Chemie）、美国罗门哈斯公司（Rohm & Haas）、科宁公司（Cognis）、汽巴精化特殊化学品公司（Ciba Specialty Chemicals，2001年并购埃夫卡公司）、迪高沙公司（Degussa AG,Tego）、日本诺普科助剂有限公司（NOPCO）、德国BORCHERS有限公司（BORCHERS GmbH）、气体产品有限公司（Air Products），也包括台湾德谦企业股份（DEUCHEM）等。它们在技术、人才、产品、创新和服务等方面具有优势，占据着我国中高档涂料助剂市场，同时引领我国助剂市场。跨国助剂公司在中国的代理经销商，如深圳海川化工有限公司、北京金源东和化学有限责任公司、上海涂料供销有限公司、常州天义化工有限公司、北京兴美亚化工有限公司、广州深蓝贸易有限公司等。它们是跨国助剂公司与涂料生产企业之间的桥梁，把助剂销到千家万户。 这就是我国水性涂料助剂工业的大致轮廓。 社会必然要走可持续发展的道路，人们生存的环境必然要进一步优化。纵观世界涂料工业的发展，水性化涂料是一个重要的发展方向。那么涂料用助剂，特别是水性涂料助剂的地位日益显得重要。水性