最低成膜溫度儀對乳液涂料和乳膠粘合劑的應用

    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。

    “最低成膜溫度”被定義為“一個底材上的水性合成漆或者乳膠聚結成為一個薄膜的最低溫度。當這個過程發生時，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。但在到達最低溫之前更低的溫度，白色、粉狀、破碎的薄膜將會先產生。”

    形成薄膜的最低溫度通常于玻璃轉變溫度（Tg）密切相關但是與它含義不同；當預計可能確定Tg時，形成薄膜的最小溫度最好使用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。最早在卜內門化學工業有限公司的油漆實驗室，他們想出一個簡單綜合儀器，能取得預期效果迅速而有效。

    一般人們認為乳液乳膠字啊較短的時間內就能完全成膜，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，使最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。使用最低成膜溫度儀MFFT對影響成膜性能的最低成膜溫度進行有效的監測控制已經勢在必行。

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

    本文列舉一處使用最低成膜溫度儀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，在涂布到最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，要達到最低成膜溫度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，這可能是因為相似相容原理，苯甲醇能在最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最低成膜溫度降至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，所以其用量相應要大些，但由于其揮發速度與水相當，甚至更快，所以對成膜不利。進而影響涂層的性能。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。

影響最低成膜溫度的因素

    乳液的最低成膜溫度用MFT表示，它是由聚合物粒子內部和玻璃化溫度決定的。聚合物的玻璃轉變溫度用Tg表示。MFT和Tg沒有定量關系。一般來講，聚合物乳液其粒子內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膠體和水等因素影響的緣故。聚合物Tg和MFT之間的關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，也有一些復雜工藝可以改變（為了使涂膜具有良好的機械性能,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10多度），都會對MFT產生影響。

乳液涂料的成膜條件

    一是水分揮發，二是環境溫度和基層溫度必須高于最低成膜溫度。

    在某一特定溫度以下，乳液的水分揮發以后，聚合物粒子仍日離散狀態，不能融為一體，因而乳液不能因為水的蒸發而形成連續均勻的涂膜；而在高于這一特定的溫度時，水分增發后，各聚合物粒子中的分子會滲透、擴散、變形、聚集形成連續的透明薄膜。

——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，那么粒子聚結起來，則可形成連續均勻的透明薄膜。

    所以對于最終應用來說，乳液涂料的成膜只有在最低成膜溫度（MFFT）以上的溫度條件下才能實現，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性能。乳膠粘合劑一定要使環境溫度高于最低成膜溫度（MFFT），否則粘結效果不好，同理乳膠粘合劑為了達到良好的粘結效果也必須在高于這一溫度的條件下才進行粘合。

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