為了人類的安全和全球的可持續發展，對（duì）環保型塗料的研究迫在眉睫。水性塗料以水作為分散介質（zhì）和稀釋劑（jì）。其突出的（de）優點是使（shǐ）用的水作為分散介（jiè）質無毒無（wú）害，在製（zhì）造、儲存和運（yùn）輸（shū）過程中無爆炸危險，解決了溶劑型塗料中VOC含量高的問題。同時，水性塗料還具有價格低廉、不易白化、幹燥快、施工方便等（děng）優點。水性塗料在建築、工業防腐（fǔ）、家具（jù）、家裝、汽車製造等領域的應用（yòng）越來越廣泛，已成為世界塗料發展的重要方向之一。但水基塗料（liào）存在成膜溫度高，在寒冷的冬季難以成膜的問題，給施工帶來不便（biàn）。本文從（cóng）水基塗料成膜機理的角度討論了影響成膜（mó）的幾個重要因素（sù）。

1. 水性塗（tú）料的成膜機理

水性（xìng）塗料的成膜過程是在成膜助劑的（de）作用下，經過聚（jù）合物粒子的濃縮、聚集堆積、擠壓變形、熔合成膜的過程（chéng）。水性塗料的（de）成膜過程是多階（jiē）段的（de），是非（fēi）分子水平的。在任何階（jiē）段都可能出現不完全，乳液顆（kē）粒在成膜助劑的幫助下形成均勻的連續相，使水性塗料成膜（mó）。

1966年，Bradford等（děng）人提出了成膜溫度須大（dà）於聚合（hé）物的玻璃化轉變溫度(Tg)的概念。成膜過程的三個（gè）階段是水蒸發;乳（rǔ）狀液顆粒接近（jìn）變形，趨於致（zhì）密;相互擴散，當t> Tg時，薄膜形成。這（zhè）就是水性塗（tú）料的物理成膜機理。

對於水溶性（xìng）塗料，由於（yú）樹脂需要溶於水，所（suǒ）以其分子量（liàng）不會太大。因此，它們大多是熱固性的。樹脂（zhī）中的活性基（jī）團與（yǔ）外交聯劑的活性基（jī）團發生交聯反應，形成不溶不溶的網狀結（jié）構，提高了（le）塗膜的性能。

2. 乳液結構和性能對成膜溫（wēn）度（dù）的影響

乳化液的成膜溫度(MFT)是（shì）乳化液顆粒聚集在一（yī）起形（xíng）成連續（xù）膜的溫度。它是表征（zhēng）聚合（hé）物乳液成膜特性的常用方法，也是單組分水基塗料的限值。當使用溫度超過MFT時，乳液形成連續的透明膜;反之，當應用溫度（dù）低於MFT時，則（zé）會形成白色粉狀（zhuàng）裂（liè）紋膜。因此，為了（le）滿足使用要求，單組份（fèn）水性塗料（liào）的使用溫度應超過MFT。影響MFT的因（yīn）素包括（kuò）乳液中（zhōng）乳液顆粒的結構、乳（rǔ）液顆粒的尺寸、乳液合成中表麵活性劑的選擇、合成工藝等。

2.1乳膠顆粒（lì）結構的影響（xiǎng）

乳劑是由乳（rǔ）膠顆粒（lì）和水組成的。乳膠顆粒被高分子（zǐ）材料包裹，表麵材料的性能直接影響到MFT的性能（néng）。乳膠（jiāo）顆粒（lì）可以具有（yǒu）均勻的結（jié）構或核-殼結構。具有軟殼（ké）硬核結構的核-殼結構乳液在較（jiào）低溫度下可（kě）成膜。而軟核（hé）硬（yìng）殼型（xíng）核殼乳液的成膜溫度較（jiào）高。含可交聯（lián）官能團的乳液的成膜溫度比不含可交聯官能團的乳液的（de）成膜溫度（dù）高。

2.2顆粒大小

乳化液顆粒的大（dà）小影響漆（qī）膜的質量。所（suǒ）製得的漆膜粒徑較細，漆膜均勻（yún），漆（qī）膜光澤度高。隨著（zhe）乳液（yè）粒（lì）徑的增大，MFT趨向於Tg。隨著（zhe）乳膠粒（lì）子的粒徑變得更小,粘度增加,乳狀液（yè）的毛細管壓力對膜的形成（chéng）和粒子的總表麵麵積增加,這有利於鏈末端的滲透表麵的粒子,並促進粒子的變形形成電影,從而減少分區。親水性單體往往停留在膠乳顆粒的（de）外層，因此（cǐ）MFT的水平（píng）取決於（yú）親水性單（dān）體的性質。

2.3表麵活性劑

乳化劑的（de）分子包括兩種不同類型的部分。非離子乳化劑在水溶液中（zhōng）不會解離成離子，其作用效果與介質的pH值無關。在（zài）聚合物（wù）表麵形成吸附層，防止聚合物分子相互碰撞，從而提高聚合物粒子（zǐ）的分散穩定性;該型乳化劑水解時，會產（chǎn）生陰離子基團，使聚合物表麵帶負電荷，使聚合物顆粒相互排斥，減小顆粒（lì）尺寸，從而降（jiàng）低成膜溫度。

2.4合成工藝

包括進料順序、操作方法、溫度（dù）控製等。

3.成膜添加劑對MFT的影響

成膜助劑，又（yòu）稱凝結劑（jì）、聚結劑，通過降（jiàng）低聚（jù）合物的表麵積、降低表麵能、控製水分的蒸發（fā）來促進（jìn）聚合物成膜。乳（rǔ）化成（chéng）膜過程完成後，成膜（mó）助（zhù）劑從塗膜（mó）中（zhōng）揮發出來，使聚合物的玻璃化轉變溫度恢複到初始值。實驗證明，助膜劑的水溶性、配伍性和揮（huī）發性影響助膜劑在塗料（liào）中（zhōng）的狀態、運動行為和使用效（xiào）果。成膜助（zhù）劑在乳狀液顆粒的（de）聚變和成膜階（jiē）段充當溶劑。在成（chéng）膜助劑的作（zuò）用下（xià），乳液顆粒之間的界麵消失，形成連續均勻的膜。低溫成（chéng）膜可能性（xìng）越大，成膜溫度隨助膜（mó）劑用量的（de）增（zēng）加而降低。但是，如果劑（jì）量增加到一定程度，效果並不明顯，但會增加成本。所以它的劑量應該控製在一（yī）定的範圍內。