為了人類的安全和全球的可持續發展，對（duì）環（huán）保型塗料的研究（jiū）迫（pò）在眉睫。水性（xìng）塗料以水作為分散介質和稀釋劑。其突出的優點是使用的水作（zuò）為分散介質（zhì）無（wú）毒（dú）無害，在製造、儲存和運輸過程中無爆炸危險，解（jiě）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（dī）廉、不（bú）易白化、幹燥快、施工方便等（děng）優點。水性塗料在建築、工（gōng）業防腐、家（jiā）具、家（jiā）裝、汽車製造等領域的應用越來越廣泛，已成為世界塗料發展的重要方向之一。但水基塗料存在成膜溫（wēn）度高，在寒冷的（de）冬季難以成膜的問題，給施工帶來不便。本文從水基塗料成膜機理的角度討論了（le）影響成膜的幾個重要因素。

1. 水性塗料的成膜機理

水性塗料的成膜（mó）過程是在成膜助劑的作用下，經過聚合物（wù）粒子的濃（nóng）縮、聚集堆積、擠壓變形、熔（róng）合成膜的過程。水性塗料的成膜過程是（shì）多階段的，是（shì）非分子水平的。在任何階段（duàn）都可能出現不完全，乳液顆粒在成膜助劑的幫助下形（xíng）成均勻的連續相，使水性塗料（liào）成膜（mó）。

1966年，Bradford等（děng）人提（tí）出了成膜溫度須大於（yú）聚合物的玻璃化轉變溫度（dù）(Tg)的概念（niàn）。成膜（mó）過程的三（sān）個階段是水（shuǐ）蒸發;乳狀液顆粒接（jiē）近變形，趨於（yú）致密;相互擴散，當t> Tg時，薄膜形成。這（zhè）就是水性塗料（liào）的物理成（chéng）膜機理。

對於水溶性塗料，由於樹脂（zhī）需要溶於水，所以其分子量不會太大。因此，它們大多是熱固性的。樹脂中的活性基團（tuán）與外交聯劑（jì）的活性基團發生交聯反應，形成不溶不溶的網狀結構，提高（gāo）了塗膜的性能。

2. 乳液結構和性能對成膜溫度（dù）的影響

乳（rǔ）化液的成膜溫度（dù）(MFT)是乳化液顆粒聚集在（zài）一起形成連續膜（mó）的溫（wēn）度。它是表征聚合物乳液（yè）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（chāo）過MFT時，乳液形成（chéng）連續的（de）透明（míng）膜（mó）;反之（zhī），當應用溫度低（dī）於MFT時，則會（huì）形成白色粉狀裂紋膜。因此，為了滿足（zú）使用要求，單組份水性塗料的使用溫度應超過MFT。影響MFT的因素包括乳液中（zhōng）乳液（yè）顆粒（lì）的結構、乳液顆粒的尺寸、乳液（yè）合成中表麵活（huó）性劑的選擇、合成工藝等。

2.1乳膠顆粒結構的影（yǐng）響

乳劑是由乳膠顆粒和水組（zǔ）成的（de）。乳膠顆粒被高分子材料包裹，表麵材料的性能直接影響到MFT的性能。乳膠顆粒可以具有均（jun1）勻的結構或核（hé）-殼結構。具有軟（ruǎn）殼硬核結構的核（hé）-殼結構乳液在較低溫度下（xià）可成膜。而軟核硬殼型核殼乳（rǔ）液的成膜溫度較高。含可交聯官能團的乳液的成膜溫度（dù）比不含（hán）可交聯官能團（tuán）的乳液的成膜（mó）溫度高。

2.2顆粒大小

乳化（huà）液顆粒的大小影響漆膜的（de）質量。所製得的漆膜粒徑（jìng）較細，漆膜均勻，漆膜光澤度高。隨著乳液粒徑的增大，MFT趨向於Tg。隨著乳膠（jiāo）粒（lì）子的粒徑變得更小,粘度增（zēng）加（jiā）,乳狀液的毛細管壓力對膜的形（xíng）成和粒（lì）子的總（zǒng）表麵麵積增加,這有利於鏈末端的滲（shèn）透表麵的粒子,並促進粒子的變（biàn）形形成電影,從而減（jiǎn）少分區。親水性（xìng）單體往往停留在膠乳顆粒的外層，因此MFT的水平取決（jué）於親水性單體的性質。

2.3表麵活性劑

乳化劑的分子包括（kuò）兩種不同類型的部分。非（fēi）離子乳化劑在水溶液中不會解（jiě）離成離（lí）子，其作用效果與介質的pH值無關。在聚合物表麵形成吸附層，防止聚合物（wù）分子相互碰撞，從而提高聚合物粒子的分（fèn）散穩定性（xìng）;該（gāi）型乳化劑水解時（shí），會產生（shēng）陰離子基團，使聚合物表麵帶負電（diàn）荷，使聚合物顆粒相互排斥，減小顆（kē）粒尺寸，從而降低成膜溫度。

2.4合成工藝

包括進料順序、操作（zuò）方法、溫度控製等。

3.成膜添加劑（jì）對（duì）MFT的影響

成膜助劑，又（yòu）稱凝結劑、聚（jù）結劑，通過降低聚合物的表麵積、降低表麵能、控製水分的蒸發來促（cù）進聚合物成膜。乳化成（chéng）膜過程完成後，成膜助劑從塗膜中揮發出來，使聚（jù）合物的（de）玻璃化轉變溫度恢（huī）複到初始值。實驗證明，助膜劑的水溶性、配（pèi）伍性和揮發性影響助膜劑在塗料（liào）中的狀態、運動行為和使用效果。成膜助劑在乳狀液顆粒的聚變和成（chéng）膜階段充當溶劑。在成膜助劑的作用下，乳液顆粒之間的界（jiè）麵消失，形成連續均勻的膜。低溫成膜可能性越大，成膜溫度（dù）隨助（zhù）膜劑（jì）用量的增加而降低。但是，如果劑量增（zēng）加（jiā）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定的範（fàn）圍內。