水性涂料助剂有哪些

水性助剂主要是指在水性涂料、油墨、色浆等配方中，为了改善配方的各种施工性能而添加的一大类有机或无机化合物的总称。水性助剂主要包括消泡剂，分散剂，流变助剂（增稠剂），润湿流平剂，交联剂等。

水性体系与传统油性体系相比，最大的区别在于水作为溶剂的引入。与传统溶剂相比，水具有很高的表面张力，这一点使得水性体系中必须加入较强的润湿剂才能使涂层在底材上得以较好的润湿铺展；然而较强的润湿剂会使调漆或研磨过程中引入的大量空气稳定存在于配方体系中，由此需要根据气泡的多少、体系的粘度、涂层的厚度等因素的综合考量，再加入或强或弱的消泡剂；消泡剂过强会与体系相容性变差导致漆膜表面的缺陷，如缩孔等，消泡剂过弱会使气泡不能完全消除导致干燥之后出现针孔等问题。因此润湿与消泡是互相影响的，两者的筛选也须同时进行测试。

水性流变助剂的加入是为了改善体系的施工粘度，不同的施工工艺下产生不同大小的剪切力，因此大部分的助剂生产厂家都根据此剪切力开发出有相应触变的产品，以满足不同施工的触变要求。比如喷涂工艺有极高的剪切力，可以选择强假塑型的流变助剂；辊涂对应的剪切力较小，可以选择一般假塑产品。事实上在大多数使用过程中并不会单一使用一类产品，常常存在比如假塑型搭配牛顿型或者强假塑型搭配牛顿型以满足不同厂家对初始粘度与施工触变的不同要求。

不同施工工艺过程对应的剪切力的大小

传统溶剂型产品中加入大量的强溶剂如酯类、酮类甚至苯类，这些溶剂本身就具有极强的润湿分散能力，但是水并没有这一特性，因此配方中如果使用到颜料就需要加入一定程度上来说比较多的润湿分散剂。主要有盐类，高分子酯类等。在一般建涂中铵盐钠盐类都使用的比较多；但是在工业漆木器漆油墨中，一般有机高分子类的润湿分散剂使用量会更多。因此作为分散剂在体系中除了可以分散好颜料，提供一定的储存稳定性，某些程度上会因此其自身的结构会影响干膜的物性如耐水、耐盐雾、耐雾等。而高分子类型的分散剂与盐类相比不亲水对物性的影响相对较小，而非离子疏水型的高分子分散剂在同类产品中的影响是最小的，典型的产品是德国明凌Munzing的EDAPLAN 490。现代分散剂是设计润湿分散于一体的，但是实际应用中如果遇到比较难分散的产品，比如高色数炭黑，大红等，可以适当添加少量润湿剂以增强分散剂的分散效果。

问：

答：在采用全水性或半乳化的涂料印花工艺时，为了提高印花色浆的性能，便于印花顺利进行，同时也提高印花品质，在涂料印花色浆中也可以添加以下各种助剂。

①吸湿剂。它的主要作用是保持印花色浆表面湿润，以防结皮，特别是在高温季节可以提高色浆的稳定性。吸湿剂有乙二醇、甘油、尿素等，一般以尿素作为吸湿添加剂，因为尿素还具有捕捉游离甲醛的功能。

②柔软剂。它能使印在织物上的花纹表面平滑，手感柔软，也可以适当提高于摩擦牢度，特别是对手感要求较高的印花织物，都需添加涂料印花专用柔软剂，一般为高浓度亲水性的含有有机硅类（例如Alcoprint

1739、Luprimol

SIG）的柔软剂。若在涂料印花色浆中添加混合型乳化剂Luprintol

MCL，除具有柔软和消泡作用外，还可以改善印花色浆的流变性能，使花纹轮廓更加清晰。

③流变性改进剂。以合成增稠糊作为涂料印花色浆的增稠剂时，印制合成纤维织物或花纹精细度很高的纯棉织物，常会产生花纹轮廓清晰度差的缺陷，在印花色浆中加入Carbopol

Printrite

PM，可以改善色浆其流动性，避免产生花纹渗化现象。

④交联剂。在涂料印花色浆中加入交联剂，可以提高黏合剂的牢度。在自交联黏合剂中，以改性三聚氰胺类Helizarin

Fixagent

LT为宜，它能提高黏合剂在纯棉、合成纤维及混纺织物上的印花牢度，而且甲醛含量低，但也有采用六羟甲基甲醚化三聚氰胺作为交联剂。在非自交联黏合剂中，印花色浆中常加入交联剂EH、Acratix

FH，使用此类交联剂经焙烘后的黏合剂皮膜易泛黄。

⑤分散剂。主要作用是提高印花色浆的稳定性，一般用阴离子表面活性剂。·印花内衣

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助剂是在涂料的组分中，除成膜物质，颜料和溶剂外，还有的一些用量虽小，但对涂料性能起重要作用的辅助材料，统称助剂。形象的说，助剂在涂料中的作用，就相当于维生素和微量元素对人体的作用一样。用量很少，作用很大，不可或缺。助剂的用量在总配方中仅占百分之几，甚至千分之几，但它们对改善性能，延长贮存期限，扩大应用范围和便于施工等常常起很大的作用。助剂通常按其功效来命名和区分，主要有以下数种：

（1）对涂料生产过程发生作用的助剂，如消泡剂、润湿剂、分散剂乳化剂等。

（2）对涂料储存过程发生作用的助剂，如防沉剂、稳定剂，防结皮剂等。

（3）对涂料施工过程起作用的助剂，如流平剂、消泡剂、催干剂、防流挂剂等。（4）对涂膜性能产生作用的助剂，如增塑剂、消光剂、阻燃剂、防霉剂等。

每种助剂都有其独特的功能和作用，有时一种助剂又能同时发挥几种作用。各种涂料所需要的助剂种类是不一样的，某种助剂对一些涂料有效，而对另一些涂料可能无效甚至有害。因此，正确地、有选择地使用助剂，才能达到最佳效果。

涂料助剂品种繁多，应用广泛，无论是建筑涂料、工业涂料还是功能性涂料，无论是溶剂型涂料、水性涂料、高固体份涂料还是粉末涂料都必须使用助剂才能得到预期的性能和满足最终的性能要求，在涂料生产和应用的各个阶段：树脂合成、颜填料分散研磨、涂料贮存、施工都需要使用助剂。它可以控制树脂的结构、调整树脂的分子量大小和分布、提高颜料分散效率、改善涂料施工性能、赋予涂膜特殊功能。涂料助剂以涂料树脂化学和物理为基础和核心内容，同时又与高分子科学前沿、流变学、色彩学、电学、磁学、力学、生物学以及仿生学等紧密联系，是一门正蓬勃发展的交叉学科和边缘技术。

涂料助剂按照其使用和功能可分为以下几类：

（1）涂料生产用助剂，如润湿剂，分散剂，消泡剂；

（2）涂料贮存用助剂，如防沉剂，防结皮剂，防霉剂，防腐剂，冻融稳定剂；

（3）涂料施工用助剂，如触变剂，防流挂剂，电阻调节剂；

（4）涂料成膜用助剂，如催干剂，流平剂，光引发剂，固化促进剂，成膜助剂；

（5）改善涂膜性能用助剂，如附着力促进剂，增光剂，防滑剂，抗划伤助剂，光稳定剂；

（6）功能性助剂，如抗菌剂，阻燃剂，防污剂，抗静电剂，导电剂。

亲水性的分散流平剂会提高印花弹性白胶浆的贮存稳定性，会进步印花弹性白胶浆的贮存不乱性，疏水性的分散流平剂会进步印花弹性白胶浆成膜后的耐擦洗性。所以亲水性和疏水性的分散流平剂搭配使用，可以有效地进步印花弹性白胶浆的贮存性。假如加入较多的分散流平剂，会进步其亲水性、活动性，但会使其洗水牢度降低，耐水性变差。假如加入太少的分散流平剂，会直接影响其外观的质量，所以一般应控制在3﹪-5﹪之间。理论上是流平剂越多，流平性越好。实际应用中流平剂主要有俩大效果，表面平整和滑爽性。涂料油墨的流动促进性。

在实际表面涂层中，流平滑爽 抗粘剂加多了，会出现发雾或者稳泡。这一类主要表现在聚醚类的流平剂中，代表产品“迪高450 BYK333”等等。流动助剂添加多了，反而会出现负作用，如滴流、涡眼等，这一类主要表现在丙烯酸酯流平剂中，代表产品迪高300 BYK358等等。在流平剂试样测试中最好是从上升阶梯添加，是一种无毒、无腐蚀性、无环境污染，有最佳值的，特别是在有消泡剂的体系中。流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。随着人们对涂料外观要求的提高，流平剂的用量与品种也在增多，消费量递年增加。流平剂是现在涂料必须用的。

水性涂料的成膜助剂又叫凝聚剂、聚结剂、成膜助溶剂或共溶剂，能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用，使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜，但在成膜以后较短时间内又能挥发逸出，而不影响涂膜的玻璃化转变温度，高温下涂膜不回粘。成膜助剂是分子量数百的溶解力极强的高沸点有机溶剂，多为醇类、醇酯类、醇醚类化合物，实际上成膜助剂是聚合物的一种溶剂，在涂膜干燥过程中，水分挥发后余下的成膜助剂使聚合物微滴溶解并融合成连续的膜，成膜助剂除有溶解作用外，还会对聚合物起短暂的增塑作用，成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂，能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，改善其聚结性，可在广泛的施工温度范围内成膜。

水性涂料成膜助剂广泛应用于建筑涂料（乳胶漆）、水性汽车涂料及汽车修补涂料、水性电泳涂料、水性船舶涂料、水怀集装箱涂料、水性防腐涂料、水性工业涂料、水性胶粘剂、水性木器涂料、水性卷材和卷钢涂料、水性丝印油墨、水性凹印油墨、水性柔印油墨、UV水性涂料油墨等等。

二、成膜助剂化的化学类型和生产厂家

（一）、醇类（如苯甲醇BA、乙二醇、丙二醇、己二醇）；

（二）、醇酯类（如十二碳醇酯（即Texanol酯醇或醇酯-12））；

（三）、醇醚类（乙二醇丁醚EB、丙二醇甲醚PM、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚DPM、二丙二醇单丙醚DPnP、二丙二醇单丁醚DPnB、三丙二醇正丁醚TPnB、丙二醇苯醚PPH等）；

（四）、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯EEP)等；

从成膜助剂的主要生产厂商和主要产品来看，具代表性的有BASF公司的Lusolvan FBH、美国Du Pont的DBE-IB、英国Chemoxy公司的COASOL的（己二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯和丁二酸二异丁酯的混合物），比利时Neste perstorp公司的Nexcoat 795（2，2，4-三甲基-1，2-戊二醇-异丁单酯），美国DowChemical 公司的Dowanol pph（丙二醇苯醚）、DAL-PADC、DAL-PADD、DPnB，伊士曼（EASTMAN CHEMICAL）化学公司的Texanol、EEH、OE300、OE400，英国海名斯化学公司的SER-AD FX510、SER-AD FX511、江苏润泰化学有限公司的十二碳醇酯（酯醇12）等。

成膜助剂在水性涂料中的状态

根据成膜助剂在聚合物中的位置,将其分为A、B、C三类。乳液以水为连续相,由乳化剂稳定形成的疏水聚合物链球形胶束所组成。加入乳液体系中的成膜助剂在体系中所处的位置取决于自身的疏水/亲水性。其中，A型在乳液聚合物中，主要是如石油醚的烃类，如松节油、双戊烯松油、十氢蔡等；AB型在乳液聚合物和水的界面，主要为双酯类和醇酯类，如Texanol酯醇、Lusolvan FBH、DBE-IB、COASOL；ABC型主要在聚合物颗粒间、边界上和水中，主要为乙二醇酯和乙二醇酯醚，乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）、二丙二醇单甲醚DPM；C型在水中，主要为醇类、乙二醇类，如乙醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇。传统分类中，又可以从和聚合物的相容性方面分为油溶性和水溶性。

三、成膜助剂的选择标准

理想的成膜助剂应具有下列特性：

(一)、成膜助剂必须是聚合物的强溶剂, 对多种水性树脂都有极佳的成膜效率，并具有很好的相容性，极好降低水性树脂的最低成膜温度，不会会影响漆膜的外观及其光泽；

(二)、气味低、加量少、效果优异、环保性佳、具有一定的挥发性，有效调节干燥速率，以便于施工；

(三)、优异的水解稳定性，在水中的溶解度小，其挥发速度应低于水和乙醇，在成膜前保留在涂料涂层中，成膜后须完全挥发，不影响涂膜性能；

(四)、加人乳胶体系后吸附在乳胶粒子表面，能为乳胶粒吸附而具有优良的聚结性能，充分溶解和溶胀水性树脂不影响乳胶粒子的稳定性。

四、成膜助剂的发展方向

尽管成膜助剂对乳胶漆的成膜有很大作用，但成膜助剂是有机溶剂，对环境是有影响的，所以发展的方向是环境友好型的有效成膜助剂：

(一)是降低气味。Coasol、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、TXIB、TXIB和Texanol的混合物都能降低气味。尽管TXIB在降低MFFT和早期耐洗刷性稍差，但通过和Texanol的混用，能在这些方面得到改善。

(二)是降低挥发性有机物（VOC）。多数成膜助剂是涂料VOC的重要组成部分，因此成膜助剂应该用得越少越好。选用成膜助剂要优先考虑不属于VOC限制范围，但挥发性不得太慢、成膜效率还要高的化合物。在欧洲，VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴，所以使成膜助剂向高沸点发展。如Coasol、LusolvanFBH、DBE-IB、OptifilmEnhancer300、二异丙醇己二酸酯。

(三)是低毒、安全、可接受的生物降解性。

(四)是活性成膜助剂。丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯（DPOA）是不饱和的可聚合有机物，均聚物Tg=33℃，无气味。其结构式如下：

在较高Tg值的乳胶漆配方中，不需成膜助剂，而加DPOA，并加入少量催干剂，如钴盐。DPOA就可降低成膜温度，使乳胶漆在室温成膜。但DPOA不挥发，不仅环境友好，而在催干剂作用下进行氧化自由基聚合，增加了涂膜的硬度、抗粘性和亮度。因此，DPOA被称为活性成膜助剂。

消泡剂

泡沫产生，在外力作用下，当空气进入在含有表面活性剂的液体中时，表面活性剂就会在气液界面处定向排布。疏水基朝向气泡的空气，亲水基朝向水中，产生大量气泡。在涂料中产生泡沫的原因有以下几点。

1、涂料生产时由于机械搅拌会把空气夹带到涂料中；

2、涂料涂装过程中带入的空气，如刷涂，辊涂，高压无气喷涂等；

3：双组份涂料，在施工前混合时，搅拌混入的空气；

3、双组份涂料，在施工前混合时，搅拌混入的空气，形成空气泡，如在多孔的木材和水泥墙上涂漆施工时。

5、化学反应产生的气泡，比如双组份PU涂料中的多异氰酸酯与微量水反应会产生二氧化碳。

泡沫本质是不稳定的，它的破除要经过三个过程即气泡的再分布，膜厚的减薄和膜的破裂。但是一个比较稳定的泡沫体系，要经过这三个过程达到自然消泡需要很长时间，所有生产中大多使用消泡剂。一般认为，消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡。因为消泡剂本身的低表面张力，总是以微粒的形式渗入到泡沫的体系之中使泡膜的表面张力局部降低。由于低表面张力的液体总是流向高表面张力的液体，所以膜壁逐渐变薄，被周围表面张力大的膜层强力牵引，产生应力的不平衡，最后导致气泡破裂。

目前通用的消泡剂有三大类：矿物油类消泡剂，有机硅类消泡剂，不含有机硅的聚合物类消泡剂。

消泡剂的选择，在涂料配方中有许多因素对起泡和稳泡有影响。

1：表面张力 涂料表面张力的高低对消泡剂有较大的影响，消泡剂的表面张力必须比涂料的表面张力低，不然就无法有消泡和抑泡作用。涂料表面张力是一个可变化的因素，所以选用消泡剂得时候要恒定表面张力，然后再将表面张力因素考虑在内。

1、表面张力 涂料表面张力的高低对消泡剂有较大的影响，消泡剂的表面张力必须比涂料的表面张力低，不然就无法有消泡和抑泡作用。涂料表面张力是一个可变化的因素，所以选用消泡剂得时候要恒定表面张力，然后再将表面张力因素考虑在内。

2、其他助剂的影响，在涂料中使用的表面活性剂多数是与消泡剂趋向于功能不相容的关系。特别是乳化剂，润湿分散剂，流平剂，增稠剂等会对消泡剂的效果产生影响。所以各种助剂配合使用时一定要注意不同助剂之间的关系，选择较佳的平衡点。的效果也有影响。

4：涂料的固含量，粘度，弹性 高固体分厚涂膜，高粘度，高弹性涂料都是非常难消泡的，在这些涂料中消泡剂扩散困难，微泡变大泡速度缓慢，泡沫向表面迁移能力下降，泡沫膜粘弹性大等不利消泡因素很多。这些涂料中的泡沫相当难消除的，一般选用消泡剂和脱泡剂配合使用。

5：涂装方法和施工温度 涂料施工涂装方法很多，刷涂，辊涂，淋涂，刮涂，高压无气喷涂，丝网印刷等。采用的涂装方法不同涂料的起泡程度也不相同。刷涂，辊涂泡沫多于喷涂和刮涂，泡沫较多的是油墨的丝网印刷，而且不好消除。温度高比温度低时泡沫多，但温度高时泡沫比温度低时好消除。