摘要：通過對乳液和乳膠行業(yè)的考察，討論zui低成膜溫度對乳液成膜性能和乳膠固化性能的影響

關(guān)鍵詞：zui低成膜溫度，乳液成膜，乳膠固化

主要儀器設(shè)備：zui低成膜溫度儀（英國Rhopoint公司，MFFT）

考察了國內(nèi)具有代表性、企業(yè)的使用情況，如阿克蘇諾貝爾，瓦克化學(xué)，巴斯夫，羅地亞，光輝化工，常州化工研究院，清華大學(xué)，北京有機(jī)化工廠等企業(yè)單位，因篇幅有限，本文僅提供部分使用數(shù)據(jù)。

對于乳化漆強(qiáng)制干燥的水性涂料的技術(shù)規(guī)范和配方來說，zui低成膜溫度很重要。需經(jīng)設(shè)計過幾種幾種利用熱梯度條的試驗(yàn)方法，不過有些方法的度很有限而且可再現(xiàn)性甚為可以。一種推薦試驗(yàn)的方法在ASTM D 2354中有描述，本文所考察的儀器正是該標(biāo)準(zhǔn)的。

“zui低成膜溫度”被定義為“一個底材上的水性合成漆或者乳膠聚結(jié)成為一個薄膜的zui低溫度。當(dāng)這個過程發(fā)生時，缺乏著色或其他不透明材料的情況下，一層透明的薄膜形成。但在到達(dá)zui低溫之前更低的溫度，白色、粉狀、破碎的薄膜將會先產(chǎn)生。”

形成薄膜的zui低溫度通常于玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg）密切相關(guān)但是與它含義不同；當(dāng)預(yù)計可能確定Tg時，形成薄膜的zui小溫度使用MFFT，其基本原理在ASTM D 2354中有描述。早期的儀器通常麻煩，不精密和較慢取得平衡。zui早在卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)有限公司的油漆實(shí)驗(yàn)室，他們想出一個簡單綜合儀器，能取得預(yù)期效果迅速而有效。

隨著人民生活水平的日益提高，對乳液涂料和乳膠粘合劑的質(zhì)量要求也越來越高，而乳液乳膠成膜的好壞直接影響到涂層的性能和粘合的效果。

一般人們認(rèn)為乳液乳膠字啊較短的時間內(nèi)就能*成膜，而忽略了各個成膜階段的溫度控制，特別是外用乳膠漆在施工后的溫度變化較大，使zui終涂層的性能不理想，如光澤下降、附著力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。通過添加成膜助劑來降低成膜溫度，是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。使用zui低成膜溫度儀MFFT對影響成膜性能的zui低成膜溫度進(jìn)行有效的監(jiān)測控制已經(jīng)勢在必行。

將可相容的乳液與準(zhǔn)備好的幾種層膜助劑混合，通過zui低成膜溫度儀MFFT測定其zui低成膜溫度（MFT）。

本文列舉一處使用zui低成膜溫度儀MMFT評估成膜助劑對乳液MFT影響的事例：乳液與成膜助劑Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合，攪拌均勻，在涂布到zui低成膜溫度儀上觀察乳液成膜的性狀。對于相容性好的乳液，要達(dá)到zui低成膜溫度0℃時的成膜助劑的用量，對于苯丙乳液，加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小，這可能是因?yàn)橄嗨葡嗳菰?，苯甲醇能在zui大程度上軟化苯丙乳液粒子，使之以較少的用量就將乳液的zui低成膜溫度降至0℃，但其毒性較大，對其他類型的乳液相容性也較差，必須與醇類溶劑配合使用。EB可溶于水，加到乳液中后，不易與乳液粒子接觸，所以其用量相應(yīng)要大些，但由于其揮發(fā)速度與水相當(dāng)，甚至更快，所以對成膜不利。進(jìn)而影響涂層的性能。PPH對苯丙乳液的效果好些，但由于其在水中的溶解度略大，不易與乳液粒子接觸。因此，對于PPH可相容的乳液，與Texan0l酯醇效果差不多，但對十純丙乳液或其他類型的乳液，Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助劑簡易，且用量不大。

乳液涂料的成膜條件一是水分揮發(fā)，二是環(huán)境溫度和基層溫度必須高于zui低成膜溫度。

在某一特定溫度以下，乳液的水分揮發(fā)以后，聚合物粒子仍日離散狀態(tài)，不能融為一體，因而乳液不能因?yàn)樗恼舭l(fā)而形成連續(xù)均勻的涂膜；而在高于這一特定的溫度時，水分增發(fā)后，各聚合物粒子中的分子會滲透、擴(kuò)散、變形、聚集形成連續(xù)的透明薄膜。

——如果溫度不夠高，不能使聚合物粒子聚合時，聚合物粒子就不聚合在一起，從而形成間斷不透明的白色塊狀物。

——如果溫度條件足以使聚合物粒子聚合，那么粒子聚結(jié)起來，則可形成連續(xù)均勻的透明薄膜。

所以對于zui終應(yīng)用來說，乳液涂料的成膜只有在zui低成膜溫度（MFFT）以上的溫度條件下才能實(shí)現(xiàn)，所以乳液涂料只有在高于這一溫度的條件下才能施工，這是非常重要的一個項(xiàng)性能。乳膠粘合劑一定要使環(huán)境溫度高于zui低成膜溫度（MFFT），否則粘結(jié)效果不好，同理乳膠粘合劑為了達(dá)到良好的粘結(jié)效果也必須在高于這一溫度的條件下才進(jìn)行粘合。

影響zui低成膜溫度的因素

乳液的zui低成膜溫度用MFT表示，它是由聚合物粒子內(nèi)部和玻璃化溫度決定的。聚合物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度用Tg表示。MFT和Tg沒有定量關(guān)系。一般來講，聚合物乳液其粒子內(nèi)部的組成是較均勻的，此時，MFT受乳液中的表面活性劑以及保護(hù)膠體和水等因素影響的緣故。聚合物Tg和MFT之間的關(guān)系因所用單體的極性大小而異，對于單體極性大的聚合物乳液的MFT較Tg低，而對單體極性小的聚合物而言，乳液的MFT則較Tg為高。

一般來說，Tg高時MFT也高，也有一些復(fù)雜工藝可以改變（為了使涂膜具有良好的機(jī)械性能,耐候性和耐沾污性，Tg值一般不能太低）。

乳化劑的種類和用量對于MFT也有一定的影響。

乳液的粘度、PH值以及成膜助劑（影響較大，可達(dá)10多度），都會對MFT產(chǎn)生影響。