成膜助劑可以降低乳膠漆的成膜溫度, 使乳液粒子變形更容易, 提高了乳液粒子凝聚程度、乳液聚合物與顏料之間的潤濕、乳膠漆膜的機械性能、乳膠漆膜的致密度、乳膠漆的耐洗擦性。成膜助劑用量較少時, 增加乳膠漆用量可以顯著提高乳膠漆的耐洗刷性能, 隨著成膜助劑用量增加, 乳膠漆耐洗刷性能改善效果下降。
成膜助劑在兩相的分配方式是成膜助劑活性的主要因素,親油性的成膜助劑主要分數(shù)在親油性的聚合物中,只有少量存在于水中;親水性的成膜助劑主要分數(shù)在水相中,只有少量存在于聚合物中。成膜助劑緊密地參與到成膜過程中,因此其對漆膜的光澤、耐擦洗性、腐蝕性、耐水性、及干燥時間都有影響。
充填過程。乳膠漆施工后,隨著水分逐漸揮發(fā),原先以靜電斥力和空間位阻穩(wěn)定作用而保持分散狀態(tài)的聚合物顆粒和顏料、填料顆粒逐漸靠攏,但仍可以自由運動。在該階段,水分的揮發(fā)與單純水的揮發(fā)相似,為恒速揮發(fā)。
融合過程。隨著水分的進一步揮發(fā),聚合物微粒表面吸附的保護層破壞,裸露的微粒相互接觸,其間隙愈來愈小,至毛細管經(jīng)大小時,由于毛細管作用,其毛細管壓力高于聚合物微粒的抗變形力,微粒變形,后凝集、融合成連續(xù)的涂膜。這一過程是乳膠漆能否成膜的關鍵,若乳液聚合物的玻璃化溫度(Tg)較高(為了使涂膜具有良好的機械性能,耐候性和沾污性,Tg值一般不能太低),在較低環(huán)境溫度下,就很難變形,從而會使融合過程受阻,導致不能成膜,這時需要用成膜助劑協(xié)助成膜。成膜助劑可以使乳膠粒子溶脹變軟,因此,很容易使他們融合在一起形成連續(xù)的膜。
擴散過程。殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散,并使聚合物長鏈相互擴散、滲透、纏繞形成具有良好性能的均勻涂膜。隨著成膜助劑從漆膜中逐漸揮發(fā),終達到理想的漆膜性能。成膜助劑是一種可以揮發(fā)的暫時性增塑劑,能促進乳膠粒子的塑性流動和彈性變形,改善其聚結性,可在廣泛的施工溫度范圍內成膜。
在熱塑性的水性乳液中,為了保證涂膜硬度、耐化學品等性能,必須提高乳液聚合物的玻璃化溫度,與此同時,涂膜所需的成膜溫度(MFT)也就比較高,給較低溫度下涂料的施工和成膜帶來麻煩,而成膜助劑正好可以解決這個問題,使高性能與低施工溫度可以不發(fā)生沖突。