水性丙烯酸乳液配方需要考慮的問題：水性丙烯酸樹脂組成

在調(diào)制水性漆配方時，乳液原料的選擇是工程師最重要的決定。涂料的主要性能是由樹脂決定的。由水性丙烯酸酯乳液，包括聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液種類繁多，市場上魚目混雜。而不同的水性丙烯酸酯樹脂組成對其水性漆成膜性及成本的影響很大。這里對幾個影響因素進行簡單討論。

1）苯乙烯
聚丙烯酸酯乳液引入該單體的主要原因是其可提供較高的玻璃化轉(zhuǎn)發(fā)溫度（Tg), 從而提高成膜的硬度；另一個原因是成本。苯乙烯在包裝工業(yè)上用量極大，是石油工業(yè)最重要的，成熟的下游產(chǎn)品之一，價格低但受宏觀經(jīng)濟影響大。然而引入苯乙烯，特別是其含量高于總單體量的15%以上時，也會給水性漆成膜性帶來許多負面影響。首先，含苯乙烯的聚合物鏈段缺乏柔韌性，宏觀上表現(xiàn)為水性漆成膜硬而不韌；還有苯乙烯所含的苯環(huán)，是紫外光的吸收體，該單體含量高時，紫外線通過相鄰苯環(huán)會對聚合物鏈有剪切反應(yīng)，從而使水性漆漆膜發(fā)脆，光澤度下降，壽命降低；苯乙烯的結(jié)構(gòu)也決定了它對很多有機溶劑有親和力，水性漆漆膜的耐溶劑性也不其它的樹脂有明顯差距。

2）丙烯酸酯類單體
丙烯酸酯類單體種類很多，性能及價格相差很大。國內(nèi)最常用的是丙烯酸丁酯，改單體成本最低，是大多乳液廠家用于與苯乙烯配套，制造廉價墻漆的乳液的單體。其功用是提供水性漆漆膜的柔韌性。由于丙烯酸酯聚合物主鏈上不含除酯基以外的基團，主鏈及酯基側(cè)鏈柔韌性均好好，使水性漆漆膜缺乏硬度。這類聚丙烯酸酯乳液雖然是建筑內(nèi)外墻涂料的選擇，但作為對硬度及韌度要求都高的的木器漆來講，性能就不夠了。

3）甲基丙烯酸酯類單體
甲基丙烯酸酯類單體，比丙烯酸酯單體在性能上又上了一個臺階。由于甲基丙烯酸酯類聚合物主鏈上多了甲基，使其主鏈的活動性受到限制，主鏈鋼性增強，同時酯基側(cè)鏈有提供了柔韌性，使得甲基丙烯酸酯類單體具有硬度和韌性的最佳平衡，比如聚甲基丙烯酸甲酯（甲甲酯）就是人們俗稱的有機玻璃；甲基丙烯酸酯類單體，由于不含苯環(huán)，使其比起苯乙烯類單體在抗紫外侵蝕，耐久性，及抗溶劑性方面都比苯乙烯有明顯優(yōu)勢。

綜上所述，水性丙烯酸酯樹脂制造商對單體的選擇很多，不但可以變換其種類，又可變換相對比例和成分。水性涂料廠家在選擇水性丙烯酸酯乳液時，不能只考慮“純丙”或“苯丙”這些空洞概念詞匯，應(yīng)該以水性丙烯酸酯樹脂及其配方的實際性能為衡量標準。

在選擇水性丙烯酸酯乳液時，不能只考慮“純丙”或“苯丙”這些空洞概念詞匯，應(yīng)該以水性丙烯酸酯樹脂及其配方的實際性能為衡量標準！

成膜助劑

構(gòu)成乳液或分散體的聚合物通常具有高于室溫的玻璃化溫度。為了使乳液粒子很好地融合成為均勻的漆膜，必須使用成膜助劑降低最低成膜溫度(MFFT)。成膜助劑是一類小分子有機化合物，存在于漆膜中的成膜助劑最終會逐漸逸出并揮發(fā)掉。

多數(shù)成膜助劑是涂料有機揮發(fā)物（VOC）的重要組成部分，因此成膜助劑該用得越少越好。選用成膜助劑要優(yōu)先考慮不屬于VOC 限制范圍，但揮發(fā)性不得太慢、成膜效率還要高的化合物。成膜助劑的量取決于配方中乳液或水分散體的用量和玻璃化溫度。乳液或水分散體用量大以及聚合物的Tg 高，成膜助劑的用量也要大，反之用量少，配方設(shè)計時，首先考慮成膜助劑大約占乳液的或水分散體的3%-5%，或占乳液或分散體固體分的5 %～15%。但是，對Tg 超過35℃的聚合物乳液可能要提高成膜助劑的用量才能保證低溫成膜的可靠性，這時應(yīng)逐漸提高成膜助劑的用量，直至低溫(10℃左右或更低)涂裝能形成不開裂、不粉化的均勻漆膜為止，找出成膜助劑的最低用量。

成膜助劑的用量達乳液或分散體的15%或者更高是不可取的，應(yīng)考慮更換其他成膜助劑再試。除降低最低成膜溫度和提高漆膜致密度外，成膜助劑還能改善工性能，增加漆的流平性，延長開放時間，提高漆的貯存穩(wěn)定，特別是低溫防凍性。

水性涂料的成膜助劑一般為醇醚類型的溶劑，最為常用的是二乙醇醚類、丙二醇醚類以及N-甲基吡咯烷酮等成膜助劑，并具有高低沸點之分。水性涂料在夏季施工時，水分揮發(fā)較快，即表干相對過快，有部分水分可能會在未干透之前封閉在涂膜內(nèi)，導(dǎo)致涂膜發(fā)白或是流平不好的弊端。因而，可通過添加少量適當(dāng)而合適的高沸點溶劑來延緩?fù)磕さ母稍锼俣?，延長涂膜的開放時間，改善其施工性能和涂膜外觀。在冬季里，由于氣溫較低，水性涂料的干燥速度較慢，也即水的揮發(fā)較慢，但成膜助劑相對比水揮發(fā)快一些，或許部分不水一起蒸發(fā)，使水性涂料不能形成致密的涂層，導(dǎo)致水性涂料的涂膜存在發(fā)白和開裂的現(xiàn)象。所以添加成膜助劑時，一定要考慮克服水性涂料在不同季節(jié)的施工性，同時還要考慮其盡可能干燥速度快一些，這也是水性涂料最難的技術(shù)要點，尤其是Tg 較高的丙烯酸分散體更是難解決的問題。因此，多種成膜助劑來搭配是最好的選擇。

成膜助劑有一個不樹脂體系的相容性問題，在一個體系中很好的成膜助劑在另一種水性木器漆中可能造成體系不穩(wěn)定，或者起嚴重，或者重涂性不良。配方設(shè)計時要充分考慮到這一點，并且過試驗選取最佳成膜助劑及其用量。

消泡劑和抑泡劑

消泡劑是水性涂料中最難控制消泡不流平達到平衡的助劑之一。漆液在涂裝中因攪動會產(chǎn)生氣泡。存在于漆液中的氣泡如不及時消除，漆膜干后，形成不可接受的瑕疵。漆液在生產(chǎn)過程中、泵送和灌裝時也會產(chǎn)生氣泡。

消泡是配方設(shè)計過程中不可忽略的因素，消泡劑的消泡機理是通過潤濕滲透到由體系產(chǎn)生的泡沫薄膜上且不斷要在薄膜上擴散，使泡沫薄膜的表面張力不平衡而破泡。

一般來說，消泡劑分為抑泡劑和破泡劑兩種，抑泡劑的作用是抑制水性涂料在外力的作用下泡沫產(chǎn)生，而破泡劑主要是在已生成泡沫膜的表面迅速散布，破壞氣泡的彈性膜，使之破裂，但常常兩種搭配使用效果比較好，否則至少要選擇一種有效的消泡劑。多數(shù)消泡劑，特別是機硅消泡劑，在用量過大時會使?jié)衿崮ぎa(chǎn)生縮孔，因而消泡劑的用量以能基本消除氣泡為原則，不可過度追求消泡效果，以免出現(xiàn)縮孔等副作用。對于水性木器漆，礦物油類消泡劑比有機硅消泡劑的寬容性大，添加稍多不容易出現(xiàn)嚴重的縮孔，可以優(yōu)先考慮選用。

目前市場上已有很多消泡劑，其選擇要非常謹慎，可以從幾個方面加以注意：

1、 受控相容性，即是要達到消泡和表面效果的平衡，既要消泡，又要防止縮孔、流平性差等缺陷。

2、 根據(jù)施工條件和方法進行消泡，例如刷涂、噴涂以及輥涂面臨不同的起泡程度，也意味著不同的消泡劑選擇。

3、抑泡和破泡的平衡，可根據(jù)不同加工和施工方式，合理搭配。

4 、長效消泡性能。許多消泡劑在漆液貯存過程中會逐漸減弱其消泡性能，在設(shè)計配方時應(yīng)使漆中的消泡劑含量偏高一些。

消泡劑的用量占整個配方的0.05%～0.5%，最好在0.1%左右，如果所用的消泡劑添加量超過0.5%才有好的消泡效果的話，應(yīng)考慮更換消泡劑。不同的樹脂體系對消泡劑的敏感程度不同。 水性消泡劑選定的類型和用量必須根據(jù)不同的體系，通過實驗來確定。www.sisdin88.com