為了人類的（de）安（ān）全和（hé）全球的可持續發展，對環保型塗料的研究迫在眉睫。水性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為分散介質無毒無害，在製造、儲存和運（yùn）輸過程中無爆炸危險，解決了溶劑型塗料中VOC含量高（gāo）的問題。同時，水性塗料還具有價格低（dī）廉、不易白化、幹燥快、施工方便等優（yōu）點。水性（xìng）塗（tú）料在（zài）建築、工業防腐、家具、家裝、汽車製造等領域的應用越來越廣泛，已成為世界（jiè）塗料發展的重要方向之一（yī）。但水基塗料存在成膜溫（wēn）度高，在寒冷的冬季難以（yǐ）成膜的問題，給施（shī）工帶來不（bú）便。本文從水基塗料成（chéng）膜機理的角度討論了影響成（chéng）膜的（de）幾個重要因素。

1. 水性塗料的成膜機理

水（shuǐ）性塗料的成膜過程是在成膜助劑的作（zuò）用下（xià），經過聚合物粒子的濃縮、聚集堆積、擠壓變形、熔合（hé）成膜（mó）的過程。水性塗料的成膜過程是多階段（duàn）的，是非分子水（shuǐ）平的。在任何階段都可能出（chū）現不完全，乳液顆粒在成膜助劑的幫助下形成均勻的連續（xù）相，使水性塗料（liào）成（chéng）膜。

1966年，Bradford等人提出（chū）了成膜溫度須大於聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)的（de）概念。成（chéng）膜過程（chéng）的三個階段是水蒸發;乳狀液顆粒接近變形（xíng），趨於致密;相互擴散（sàn），當t> Tg時，薄膜形成。這就是水性塗（tú）料的物理成膜機理。

對於水溶性塗料，由於樹脂需要（yào）溶於水（shuǐ），所以（yǐ）其分子量不會太大。因此，它們大多是熱固性的。樹脂中的（de）活性基團與外交聯劑的活性基團發生交聯反應，形成（chéng）不溶（róng）不溶的網狀（zhuàng）結構，提高了塗膜的性能。

2. 乳液結構和性（xìng）能對成膜溫度的影響

乳化液的成膜溫度(MFT)是乳化液顆粒聚集在一（yī）起形成連續膜的溫度。它是表征聚（jù）合物乳液成膜特（tè）性的常用（yòng）方法，也是單組分水基塗料的限值。當使用溫度超過（guò）MFT時，乳液（yè）形成（chéng）連續（xù）的透明膜;反之，當應用溫度低於MFT時（shí），則（zé）會形成白色粉狀裂紋膜。因此（cǐ），為了滿足使用要求，單組（zǔ）份水性塗料的使用溫度應超過MFT。影響MFT的因素包括乳（rǔ）液中乳液顆粒的結構、乳液顆粒的尺寸（cùn）、乳液合（hé）成中表麵（miàn）活（huó）性劑的選（xuǎn）擇、合成工藝等。

2.1乳膠顆粒結（jié）構的影響

乳劑是由乳膠顆粒和水組成的。乳（rǔ）膠顆粒被高（gāo）分子材料包裹，表麵（miàn）材料的性能直接（jiē）影響到MFT的性能。乳膠顆粒（lì）可以具有均勻的結構或核-殼結構。具（jù）有軟殼硬核結構的（de）核-殼結構乳液在較低溫（wēn）度下（xià）可成膜。而軟核硬殼型核殼乳液的成膜溫度較高。含可交聯官能團的乳液的成膜溫度比不含可交聯官（guān）能團的乳液的成膜溫度高（gāo）。

2.2顆粒大小

乳化液顆粒的（de）大小影響漆膜的質量。所製得的漆膜粒徑較細，漆（qī）膜均勻，漆膜光澤（zé）度高。隨著乳液粒徑的增大，MFT趨向於Tg。隨著乳膠粒子的粒徑變得更小,粘度增加,乳（rǔ）狀液的毛（máo）細（xì）管壓力（lì）對膜的形成和粒子的總表麵麵積（jī）增（zēng）加,這有利於鏈末端的滲（shèn）透表麵的（de）粒子,並（bìng）促進粒子的變形（xíng）形（xíng）成（chéng）電（diàn）影,從而（ér）減少分（fèn）區。親水性單體往往停留在膠乳（rǔ）顆（kē）粒的外層，因此MFT的水平取決於親水性單體的性質。

2.3表麵活性劑

乳化劑的（de）分子包括兩種不同類型的部（bù）分。非離子乳化劑在水溶液中不會解離成離（lí）子，其作用效果與（yǔ）介質的pH值無關。在聚合物表麵形成吸附層，防止聚（jù）合物（wù）分子相互碰撞，從而提高聚合物粒（lì）子的分散穩定性;該型乳化劑水解時（shí），會產生陰離子基（jī）團，使聚合物表（biǎo）麵帶負電荷，使聚合物顆（kē）粒相互排斥，減（jiǎn）小顆粒（lì）尺寸，從而降（jiàng）低成膜溫度。

2.4合成工藝

包（bāo）括進料順序、操作方法、溫度控製等。

3.成膜添加劑對MFT的影響

成膜（mó）助劑，又稱（chēng）凝結劑、聚結劑（jì），通過降低聚合（hé）物的表麵積、降低表麵能、控製水分的蒸（zhēng）發來促進聚合物成膜。乳化成膜（mó）過程完成後，成膜助劑從塗膜中揮發出來，使聚合物的玻璃化轉變溫度恢複到初始（shǐ）值。實驗證明，助膜劑的水溶性、配伍性和揮發性影響（xiǎng）助膜劑在（zài）塗料中的狀態、運動行為（wéi）和使用效果。成膜助劑在乳狀液顆粒的聚變和成膜階段充（chōng）當溶劑。在成膜助劑的作用下，乳液顆粒之間的界麵消失，形成連續均勻的（de）膜。低溫成膜可能（néng）性越（yuè）大，成膜溫度隨助膜（mó）劑用量的（de）增加而降低。但是，如果劑量增加到一（yī）定程度，效果並不明顯，但會增加成本。所（suǒ）以它的劑量應該控（kòng）製在一定的範圍內。