成膜助剂由于使漆膜致密程度得以提高, 所以对改善涂层的耐擦洗性及易除污性有帮助。成膜助剂促使有效的成膜, 在成膜助剂的组成中必须兼有亲水性成膜助剂和疏水性成膜助剂, 因为这两种成膜助剂的配合使用有促进成膜的协同作用。亲水性成膜助剂迁移至乳液粒子的亲水性壳部, 起增塑剂的作用, 促进乳液的亲水性壳部首先有效的结合时, 并引发起始的聚结成膜冈。
融合过程。随着水分的进一步挥发,聚合物微粒表面吸附的保护层破坏,裸露的微粒相互接触,其间隙愈来愈小,至毛细管经大小时,由于毛细管作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,微粒变形,后凝集、融合成连续的涂膜。这一过程是乳胶漆能否成膜的关键,若乳液聚合物的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时需要用成膜助剂协助成膜。成膜助剂可以使乳胶粒子溶胀变软,因此,很容易使他们融合在一起形成连续的膜。
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的成膜效率,并具有很好的相容性,较好降低水性树脂的成膜温度,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。
扩散过程。残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散,并使聚合物长链相互扩散、渗透、缠绕形成具有良好性能的均匀涂膜。随着成膜助剂从漆膜中逐渐挥发,终达到理想的漆膜性能。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。
在热塑性的水性乳液中,为了保证涂膜硬度、耐化学品等性能,必须提高乳液聚合物的玻璃化温度,与此同时,涂膜所需的成膜温度(MFT)也就比较高,给较低温度下涂料的施工和成膜带来麻烦,而成膜助剂正好可以解决这个问题,使高性能与低施工温度可以不发生冲突。