助剂千万种，你会用到哪一种？
助剂千万种，你会用到哪一种？
水性涂料以水作为溶剂或者分散介质，同时也需要其他助剂的协助才能达到良好的产品性能。常见的水性涂料助剂主要有：
湿润分散剂
消泡剂
增稠剂
成膜助剂
其它助剂
今天就来介绍一下水性涂料助剂的研究和使用。
湿润分散剂
1.1 湿润剂
水性涂料用湿润剂分阴离子型和非离子型。
湿润剂和分散剂配合使用能取得理想的结果。湿润剂的用量一般为千分之几。其负作用是起泡和降低涂膜的耐水性。
湿润剂的发展趋势之一是逐步取代聚氧乙烯烷基（苯）酚醚（APEO或APE）类湿润剂，原因是其导致大白鼠雄性激素减少，干扰内分泌等。在乳液聚合时，聚氧乙烯烷基（苯）酚醚被广泛用作乳化剂。
双胞表面活性剂也是新发展。它是由间隔基连接的两个双亲分子。双胞表面活性剂最显着的特点是临界胶束浓度（CMC）比其“单胞”表面活性剂低一个多数量级，其次是高效。
1.2分散剂
乳胶漆用分散剂分为四大类：磷酸盐类分散剂、多元酸均聚物分散剂、多元酸共聚物分散剂和其他类分散剂。
磷酸盐类分散剂中用得最多的是聚磷酸盐，如六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾（KTPP）和焦磷酸四钾（TKPP）。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。其优点是用量低，约0.1%左右，对无机颜料和填料分散效果好。但也存在不足之处：一是随着PH值和温度的升高，多聚磷酸盐容易水解，造成长期贮存稳定性不良；二是多聚磷酸盐在乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂中不完全溶解，会影响有光乳胶漆的光泽。
磷酸酯分散剂是单酯、双酯、残余醇和磷酸组成的混合物。磷酸酯分散剂能稳定颜料分散体，包括活性颜料，如氧化锌。在有光涂料配方中，能提高光泽和擦净性。不同于其他湿润分散剂，加入磷酸酯分散剂不影响涂料的KU和ICI粘度。
近些年来，分散剂的研究克服了高分子量会产生絮凝的问题，向高分子量发展是其趋势之一。
通过酸碱作用或氢键作用，氨基对许多颜料都有很好的亲和力。以氨基丙烯酸为锚固基的嵌段共聚分散剂得到重视。
消泡剂
传统水性涂料消泡剂品种很多，一般分为三大类：矿物油类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂和其他类消泡剂。
矿物油类消泡剂使用比较普遍，主要用于平光和半光乳胶漆中。
聚硅氧烷类消泡剂表面张力低，消泡和抑泡能力强，不影响光泽，但使用不当时，会造成涂膜缩孔和重涂性不良等缺陷。
传统水性涂料消泡剂以与水相不相容而达到消泡目的的，因此容易产生涂膜表面缺陷。
近几年，开发了分子级消泡剂。这种消泡剂是将消泡活性物质直接接枝在载体物质上形成聚合物。该聚合物分子链上带有湿润作用的羟基，消泡活性物质分布在分子四周，活性物质不易聚集，与涂料体系相容性良好。
另据报道，这种分子级消泡剂是以超接枝星形聚合物作为不相容表面活性剂，在水性涂料应用中取得很好结果。
增稠剂
增稠剂有多种多样，目前常用的是纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂（HASE）和聚氨酯增稠剂（HEUR）。
3.1、纤维素醚及其衍生物
羟乙基纤维素（HEC）是1932年由Union Carbide公司首先实现工业化生产的，至今已有70多年的历史了。目前，纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素（HEC）、甲基羟乙基纤维素（MHEC）、乙基羟乙基纤维素（EHEC）、甲基羟丙基纤维素（MHPC）、甲基纤维素（MC）和黄原胶等，这些都是非离子增稠剂，同时属于非缔合型水相增稠剂。其中在乳胶漆中最常用的是HEC。
疏水改性纤维素（HMHEC）是在纤维素亲水骨架上引入少量长链疏水烷基，从而成为缔合型增稠剂。其增稠效果可与分子量大得多的纤维素醚增稠剂品种相当。它提高了ICI粘度和流平性，降低了表面张力，如HEC的表面张力约为67mN/m，HMHEC的表面张力为55-65mN/m。
3.2、碱溶胀型增稠剂
碱溶胀增稠剂分为两类：非缔合型碱溶胀增稠剂（ASE）和缔合型碱溶胀增稠剂（HASE），它们都是阴离子增稠剂。非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。缔合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。
3.3、聚氨酯增稠剂和疏水改性非聚氨酯增稠剂
聚氨酯增稠剂简称HEUR，是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，属于非离子型缔合增稠剂。HEUR是由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团三部分组成。疏水基团起缔合作用，是增稠的决定因素，通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。亲水链能提供化学稳定性和粘度稳定性，常用的是聚醚，如聚氧乙烯及其衍生物。HEUR分子链是通过聚氨酯基团来扩展的，所用聚氨酯基团有IPDI、TDI和HMDI等。缔合型增稠剂的结构特点是疏水基封端。但有些市售HEUR两端疏水基取代度低于0.9，最好的也只1.7。应严格控制反应条件，以获得分子量分布窄的和性能稳定的聚氨酯增稠剂。大多数HEUR是通过逐步聚合法合成的，因此市售HEUR一般是宽分子量的混合物。
除了上面介绍的线性缔合型聚氨酯增稠剂，还有梳状缔合聚氨酯增稠剂。所谓梳状缔合聚氨酯增稠剂是指每个增稠剂分子中间还有垂挂的疏水基。
疏水改性氨基增稠剂（hydrophobically modified ethoxylated aminoplast thickener—HEAT）将特种氨基树脂变成可接4个封端疏水基，但这四个反应点的活性是不一样的。在正常的疏水基加量时，也只有2个接上封端疏水基，这样合成的疏水改性氨基增稠剂和HEUR没有多大区别。若加入较多的疏水基，如达8%，调节反应条件，可生产出具有多个封端疏水基的氨基增稠剂。当然，这也是一种梳状增稠剂。这种疏水改性氨基增稠剂能防止配色时，由于加入色浆，带入大量表面活性剂和二醇类溶剂，而造成涂料粘度下降问题。原因是强疏水基能阻止解吸，以及多疏水基有强缔合作用。
疏水改性聚醚增稠剂（HMPE）疏水改性聚醚增稠剂的性能与HEUR相似，它的增稠机理是既有氢键的作用，也有端基的缔合作用。与一般增稠剂比较，它的防沉降和抗流挂性能好。根据端基的不同极性，改性聚脲增稠剂可分为三种：低极性聚脲增稠剂、中极性聚脲增稠剂和高极性聚脲增稠剂。前二种用于溶剂型涂料增稠，而高极性聚脲增稠剂既可用于高极性溶剂型涂料中，也可用于水性涂料增稠。
成膜助剂
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。
二是降低挥发性有机物（VOC）。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。
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。
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。
其他助剂
5.1纳米TiO2光催化剂
纳米TiO2光催化剂一般采用锐钛型TiO2。它不仅具有良好的抗菌作用，而且能净化空气和降解有机物。其原理是：锐钛型TiO2是半导体材料，其禁带宽度为3.2eV，只有大于3.2eV的光子，即波长小于388nm的紫外光，才能将价带中的电子激发至导带，从而在导带形成带负电的高活性电子，在价带产生带正电的空穴。高活性电子可将吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成羟基自有基·HO，而吸附或溶解在TiO2表面的O2则易被带正电的空穴俘获形成·O2-。·HO和·O2-的氧化能都在5OOKJ/mol以上，这就是纳米TiO2光催化剂具有良好的抗菌、净化空气和降解有机物的原因。
但纳米TiO2光催化剂在涂料中使用还存在如下一些问题需要解决。
·HO和·O2-在抗菌、净化空气和降解有害有机物的同时，也降解涂料组分，包括树脂和颜料，这就牵涉树脂的选择和如何解决配色问题。
阴天、雨天、室内和晚上几乎没有紫外光，其抗菌、净化空气和降解有机物的性能受到很大影响。现在正在通过掺杂，降低激发能，使其可采用可见光。
纳米TiO2的分散并保持稳定。
5.2负离子涂料添加剂
据报道，负离子涂料添加剂的主要成分是负离子素，将其添加剂加入涂料后，该涂料能不断释放出负离子，从而改善空气质量。
5.3水性催干剂
随着涂料水性化的发展，水性催干剂的研究开发和应用也在稳步进行。
来源：全球涂料生态圈
