涂料中常用助剂的性能及应用

涂料中常用助剂的性能及应用

一、概述

作为涂料的原材料之一，助剂的用量通常很少（一般为配方总量的1 ％左右），但作用却很大。它的加入不仅可以避免产生许多涂料的缺陷及涂膜弊病，同时又可以使涂料的生产和施工过程易于控制，而且某助剂的添加，可以赋予涂料一些特殊的功能。所以，助剂是涂料的重要组成部分。

二、助剂的分类

涂料常用的助剂包括有机防沉剂、增稠剂、流平剂、泡沫控制剂、附着力促进剂、润湿和分散剂等。

三、助剂的性能和应用

（一）有机防沉剂

大多数此类产品是以聚烯烃为基础的，以某种溶剂为分散媒，有时用一种蓖麻油衍生物改性。此类添加剂有三种型态：液态、浆状、粉状。

1、流变性质：

有机防沉剂的主要流变功能是控制颜料的悬浮——即防止硬沉淀或完全避免沉降，这是它们的典型应用。但实践中，它会引起粘度的增长，也会带来某种程度的抗流挂性，尤其是在工业涂料中。有机防沉剂会因温度升高导致溶解，从而丧失其有效性，但随着体系的冷却其流变性可恢复。

2、有机防沉剂的应用：

为使防沉剂在涂料中有效地发挥作用，应使之适当地分散和活化。具体步骤如下：

（1）润湿（仅对干粉）。干粉状的有机防沉剂是聚集体，为使其粒子相互分离，必先使之为溶剂和（或）树脂所润湿。通常只需在中度搅拌下将其加入研磨浆即可。

（2）解聚集（仅对干粉）。有机防沉剂的聚集力并不甚强，简单的紊流混合在大多数情况下已足够。

（3）分散，加热，分散持续期（所有类型）。所有有机防沉剂都有一个最低活化温度，达不到时即使施加再大的分散力，也不会有流变活性。活化温度的高低取决于所用的溶剂。当超过最低温度后，所施加的应力将使有机防沉剂活化，并可充分发挥其性能。

（二）增稠剂

增稠剂有用于溶剂型涂料和水性涂料的不同类型。用于水性涂料的常用增稠剂类型有：纤维素醚、聚丙烯酸酯、缔合型增稠剂和无机增稠剂。

1、最常用的纤维素醚类增稠剂为羟乙基纤维素（HEC）。根据粘度的不同，有不同的规格。HEC 为粉末状水溶性产品，属非离子型增稠剂，它的增稠效果好，耐水、耐碱性较好，缺点在于较易长霉、腐败，流平性较差。

2、聚丙烯酸酯增稠剂为羧基含量较高的丙烯酸酯共聚物乳液，其最大的特点是抗霉菌侵袭性好。这类增稠剂在pH为8?10的时候, 成溶胀状态，使水相粘度增高；但pH 大于 1 0 时，溶于水，失去增稠作用。因此，对pH 值有较大的敏感

性。目前国内乳胶漆最常采用的pH 值调节剂为氨水，因此，采用该类增稠剂时，随着氨水的挥发，pH 值会降低，其增稠效果也会降低。

3、缔合型增稠剂具有其他类型增稠剂不同的增稠机制，大多数的增稠剂都是通过水合和形成在体系中的弱凝胶结构而带来粘度的。但缔合型增稠剂象表面活性剂一样，分子中既有亲水部分也有亲口黄洁油部分，亲水部分可水合溶胀使水相增稠，亲油端基可与乳液粒子、颜料粒子相缔合形成网络结构。

4、无机增稠剂以膨润土为代表。通常水性膨润土吸水膨胀，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。

（三）流平剂

常用的流平剂主要有三类：

1、改性聚硅氧烷型流平剂

这类流平剂可以强烈地降低涂料的表面张力，提高涂料对底材的润湿性，防止产生缩孔；能够减少湿膜表面因溶剂挥发而产生的表面张力差，改善表面流动状态，使涂料迅速流平；该类流平剂还能在涂膜表面形成一层极薄且光滑的膜，从而提高涂膜表面滑爽性及光泽。

2、相容性受限制的长链树脂型流平剂

如丙烯酸酯均聚物或共聚物，它可以在一定程度上降低涂料与底材的表面张力而提高润湿性，防止缩孔；并且能在涂膜表面形成单分子层面使涂膜的表面张力均匀化，改善表层流动性，抑制溶剂挥发速度，消除桔皮、刷痕等缺陷，使

涂膜光滑平整。

3、以高沸点溶剂为主要成份的流平剂

这类流平剂可调整溶剂的挥发速度，使涂膜在干燥过程中，具有较平衡的挥发速度及溶解力，防止因溶剂挥发过快、粘度过大而妨碍涂膜流动，造成流平不良的弊病，并可防止因溶剂挥发过快而引起的基料溶解性变差、析出所导致

的缩孔现象。

（四）泡沫控制剂

泡沫控制剂又称防泡剂或消泡剂。防泡剂可阻止或延缓泡沫的形成：消泡剂是能使已形成的泡破裂的表面活性剂。二者的差别从一定程度上讲只是理论的，一种成功的消泡剂也可像防泡剂般阻止泡沫的生成。一般来说，防泡剂是由三种基本成分组成：活性化合物（即活性剂）；扩散剂（可用可不用）；载体。

（五）润湿和分散剂

润湿剂和分散剂可能有一系列功能，但主要的两种功能是减少

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。润湿剂和分散剂通常分以下五类：

1、阴离子润湿剂

2、阳离子润湿剂

3、电中性的，两性的润湿剂

4、双官能基，非电中性的润湿剂

5、非离子型润湿剂

前四类润湿剂和分散剂能起润湿作用并有助于颜料分散，是由于它们的亲水端有与颜料表面、棱边、隅角等形成物理化学健的能力，并朝着离开通常为疏水端的颜料表面的方向定向。非离子型润湿剂和分散剂也含有亲水端基，但不能与颜料表面形成物理化学键，却能和颜料粒子表面上的吸附水结合在一起。这种与颜料粒子表面上的水结合是不稳定的，会导致非离子性吸收和解吸作用。在这种树脂体系中解吸了的表面活性剂是游离的，往往会产生副作用如使耐水性变差。

润湿剂和分散剂应在颜料分散过程中添加，这样可保证在其它表面活性物质到达颜料粒子表面之前，就能与颜料紧密接触而发挥其作用。

四、总结

涂料是一个复杂的体系，助剂作为该体系的组成部分，加量不多，却对其性能起到了至关重要的作用。因此，在开发研制溶剂型涂料时，采用何种助剂及其掺量的多少应该通过大量反复的实验来确定。