1. 引言

　　外墙乳胶漆施工后，如漆膜干燥早期遇到下雨，易出现起泡现象，进而影响漆膜的附着力，漆膜的耐久性变差，还会导致漆膜光泽、颜色的变化。因此，提高漆膜干燥早期的抗起泡性，是涂料工程师在外墙乳胶漆配方设计之初应重点考虑的性能。

　　涂膜的抗起泡性是指涂膜抗潮湿作用而不起泡的能力。假定涂膜是多孔性的，涂膜下面的水分很容易透过，若涂膜透气性差，则水分会产生压力，从基材把经水软化的涂膜向外鼓成泡，因此，漆膜的透气性是影响漆膜起泡的因素之一。从漆膜起泡的过程可以看出，影响这一过程的因素包括：基材含水分大小、涂膜耐水性、涂膜透气性、涂膜和基材之间的附着力。涂膜与基材之间的水分或者来自于基材，如在基材水分较高的条件下施工，或者涂膜的耐水性差，水分从涂膜的外部进入。涂膜的耐水性应为涂膜膨胀性和透水性的总和，涂膜中的高分子大多具有遇水膨胀的性质，涂膜中的颜料多为吸水性极强的多孔缝无机物，因此，当遇到大量雨水浸泡时，水分不可避免的会透过漆膜进入基材和漆膜之间，在基材表面存在 水/基材界面，大大降低了涂膜和基材之间的附着力。涂膜和基材的附着力反映涂料的粘结 性能，影响因素包括基材表面的粗糙程度、涂料对基材的润湿、涂料连续相的粘度等。当基 材和涂膜的界面很光滑时，粘结力主要是涂膜和基材的相互作用力，如氢键作用。

　　从以上的分析可以看出，假定基材是干燥的，改善涂膜的抗起泡性可以通过提高漆膜的 耐水性，减少水分的透过和在界面的聚结来实现。漆膜耐水性的强弱取决于乳胶漆配方中的 各个组分即乳液、颜填料、以及各类助剂的种类和用量。因此，本文工作对涂料各组分对漆 膜耐水性和抗起泡性的影响规律进行了研究。

　　在研究漆膜耐水性和抗起泡性影响因素的实验方法上，从理论上讲，应该尽可能与生产实际保持一致，为了保证实验的可重复性，需要对实验条件进行适当的规定和简化。例如， 外墙乳胶漆的施工基材是经过腻子、封底漆处理的水泥基材，表面相对比较粗糙，并且由于实际施工情况的不同会有很大差别，使得乳胶漆涂膜的成膜性能、光泽、粘度和孔缝率特性 受到干燥速度的影响。本文工作尝试建立一种简便可行的测试方法，对漆膜抗水性和抗起泡性趋势进行评价，进而设计出抗起泡性好的外墙乳胶漆配方。

　　2. 实验部分

　　2.1. 原料 国内市场常见的纯丙乳液、苯丙乳液、钛白粉、助剂等。

　　2.2. 实验方法

　　实验配方：乳胶漆的颜料体积浓度(PVC)是影响漆膜透气性、吸水性的重要因素，PVC 降低，涂膜的透气性降低，如果漆膜的耐水性较差，则更容易起泡，最大限度地反映漆膜耐水性对抗起泡性的影响，实验结果的可重现性好。

　　制备方法：按照配方顺序依次加入水、助剂、颜料，高速分散至细度合格，加入乳液、

　　成膜助剂、增稠剂、pH 调节剂至 pH 值为 8.5。

　　2.3. 性能测定方法

　　漆膜光泽度(60o)：GB/T 9754-1988。 漆膜对比率：GB/T 9270-1988。

　　漆膜湿附着力：GB/T 9286-1988，漆膜附着力从好到差依次为 0 ~ 5 级。

　　漆膜早期抗起泡性：在玻璃板上，制备漆膜厚度 150 μm 的湿膜，常温干燥 14 ~ 16 h。 采用标准 GB/T 9274-1988 中的点滴法，用去离子水，1 ~ 3 h 后，评价漆膜起泡程度。

　　实验中发现，涂膜制备在不同基材上，对涂膜的抗起泡性影响较大，在金属板上，由于涂膜的附着力较强，抗水性对抗起泡性能影响的实验结果重现性较差。本实验采用上述方法 可以较好地确保证漆膜吸水后(抗水性差)对漆膜起泡性产生最大影响。

　　漆膜起泡性评价：ASTM D4585-2001，根据起泡的尺寸和频率来评价起泡的严重程度。 发泡尺寸：根据气泡大小从 10 到 0 的数字标度，可将评价标准划分为四个等级，其中数字 10 表示没有发泡，8 代表裸眼可看到的最小尺寸的气泡，标准 6、4、2 分别代表着尺寸进一步增大的气泡。

　　发泡频率在气泡大小固定的各个阶段，评价标准又将发泡频率划分为四个等级，表示如下：稠密 D，中等稠密 MD，中等 M，几乎没有 F。

　　3. 结果与讨论

　　3.1. 乳液的影响

　　外墙乳胶漆要采用耐候性能好的纯丙乳液，乳液单体的种类和用量在一定意义上决定了乳液及其乳胶漆膜的物理、化学及机械性能。如硬度、耐沾污性、抗压粘性、抗张强度、伸长率、附着力、耐磨性、耐候性、光泽、耐水性、水蒸气透过性、耐碱性、乳液的颜料承载能力、乳液和漆的最低成膜温度。研究聚合物组成对聚合物的吸水率和水蒸气渗透性的影响 可以发现，一般非极性单体组成的聚合物的吸水率和水蒸气渗透率小于由极性单体组成的聚 合物。非极性单体成分越多，聚合物的吸水率和水蒸气渗透率越小。

　　在乳化剂的种类和用量选择时，外墙用乳液通常采用阴离子表面活性剂，用量较低，意在提高漆膜的附着力，降低漆膜的水敏感性，但同时导致乳液的钙离子稳定性和抗冻融稳定性下降，对颜料的润湿展色性能较差，与疏水性较强的分散剂增稠剂相互吸附作用强烈，涂料的贮存稳定性降低，易出现凝胶现象。

　　为了提高乳液的抗水性和耐沾污性，乳液生产商采用一系列先进的乳液合成技术开发新的品种，如无皂聚合、核壳聚合等。无皂聚合乳液由于极少或不用表面活性剂，显著降低了乳液的水敏感性，从而提高了漆膜的抗水性。表 2 中列出了一些乳液的性能测试结果

　　从表中实验数据可以看出，乳液的耐水性能是影响漆膜耐水性的最重要因素，乳化剂用量、乳液的吸水率都会对漆膜的抗起泡性产生影响。无皂聚合乳液表现出比较强的抗水性能， 乳胶漆也表现出良好的抗起泡性和附着力。其他四种乳液的乳化剂用量可以从钙离子稳定性的测试结果推测，钙离子稳定性较低的乳液中表面活性剂用量较低，漆膜的水敏感性较低， 抗起泡性较好。当然乳液单体种类也会影响乳液涂膜吸水性的强弱。

　　从表中数据可以看出，表面活性剂的加入会提高漆膜的水敏感性，其中阴离子表面活性剂 H-875 的水敏感性比非离子表面活性剂 H-436 的要低。

　　3.2. 分散剂种类和用量的影响

　　分散剂是乳胶漆生产中最重要的助剂，通常情况下供应商不会提供具体的分散剂组成，配方工程师仍然需要进行大量的配方实践才能明确各种分散剂的性能差异。分散剂种类和用量的变化，会对涂膜的遮盖力、光泽度、贮存稳定性以及抗水性产生正面或负面的影响。

　　乳胶漆中颜填料用水性分散剂分为两类：一类是聚丙烯酸盐类，可通过稀溶液中的自由 基聚合方法合成，中和成胺盐、钠盐或钾盐，国内外多家供应商生产这类产品。主要优点是分散效率高，润湿快、用量少、颜料浆粘度下降快，主要靠双电层稳定颜料，涂料粘度稳定性好，可以制备高含量的无机颜填料分散浆，同时提供涂料良好的贮存稳定性和流动性，受 其他成分影响小，其中钠盐分散剂的光泽较低、胺盐由于胺成分的挥发，光泽度高于钠盐， 漆膜的抗水性也比钠盐提高。这类分散剂的最大缺点是残留在漆膜中，由于分子中大量的羧基具有较强烈水敏感性，会降低内墙乳胶漆的耐擦洗性能，在外墙乳胶漆涂膜的干燥过程中或干燥后都会降低耐水性，特别是下大雨时。

　　另一类是丙烯酸-马来酸酐共聚物类分散剂，这类分散剂中和成盐类时，为了降低 VOC 可能会是钠盐，为了进一步提高光泽也可能中和为胺盐。