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水性分散剂的用量与趋势

2017年中国涂料产量达到2041万吨，初次突破2000万吨大关。据相关数据统计，2016年，中国水性涂料产量约为190万吨，占涂料总产量的10%；经测算2017年，中国水性涂料产量约为232万吨，同比增速达到22.1%。水性涂料的增加较为明显，低VOC和光固化涂料的增长也相对比较快。近年来，我国水性分散剂的用量有日益上升的趋势。

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较为广泛,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。

成膜助剂

作用原理溶解性，又能够和水相互混溶的溶剂。成膜助剂在乳液粒子的融合和结膜阶段起着溶剂的作用，使聚合物颗粒表面溶胀、变软，使其在成膜过程中更容易变形。在成膜助剂的作用下，乳液粒子之间的界面消失，形成连续均匀的膜。这就增大了低温成膜的可能性，较低成膜温度随成膜助剂的增加而下降。用量继续增大后，降低MFT的作用减少，再增大用量就看不出有多大效果了。而成膜助剂会从涂膜中逸出，是涂料中VOC的主要来源，不宜多加，控制在涂料配方量的1%~2.5%为宜(与乳液用量和乳液的玻璃化温度显著相关)。大多数配方体系中，使用一种成膜助剂即可，但有时也需用几种成膜助剂来起增溶作用，以调节挥发速度。Tg高的硬聚合物乳液应选挥发速度慢和增溶作用大的成膜助剂。

成膜助剂在涂料中的作用

涂料成膜助剂又称聚结助剂，能促进乳胶粒子塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，使涂料能在较广泛施工温度范围内成膜，是一种易消失的增塑剂。

要探讨成膜助剂，我们首先需要了解乳胶漆涂料的成膜过程，乳胶漆涂料成膜过程较溶剂型涂料复杂，大致分为3个阶段：

1、充填过程  乳胶漆施工后，水分挥发，当乳胶微粒占膜层的74%（体积）时，微粒相互靠近达到密集的充填状态。组分中的乳化剂及其它水溶性助剂留在微粒间隙的水中。

2、融合过程  水分继续挥发，高聚物微粒表面吸附的保护层***，外露的微粒相互接触，其间隙愈来愈小，至毛细管径大小时，由于毛细管作用，其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力，微粒变形，然后凝聚、融合成连续的涂膜

3、扩散过程 残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散，并使高聚物分子长链相互扩散，涂膜均匀而具有良好的性能。

乳胶颗粒的凝结成膜是一个相当长的过程。研究干燥2h、4h、1d、3d、5d下乳胶粒子凝结情况，可知粒子凝结是个逐步过程，直到21天后颗粒才逐渐消失而成为连续均匀的涂膜，但完全成膜还需要经过链段互相渗透的过程。一般错误地认为乳胶漆在较短时间就能完全成膜，忽略了各个成膜阶段的温度控制，特别是外用乳胶漆在施工后的温度变化较大，而使形成涂膜不理想，表现为各种涂膜缺陷，如光泽下降、附着力差、耐擦洗差、耐沾污性不良、耐候性不理想等。因而有效添加成膜助剂，较大幅度地降低成膜温度，是改善乳胶漆低温施工性能的有效措施。