胡明霞/文
【摘要】新型、绿色环保型涂料有向高固含量涂料、粉末涂料及水性涂料方向发展的趋势，其中水性涂料增长最为迅速，市场占有率最高。在环保意识强化的现代，开发低VOC环保型的绿色涂料产品显得尤其重要性。
【关键词】水性涂料；研究现状；应用
引言
传统溶剂型涂料在其制造和使用过程中含有大量的有机挥发物（简称
VOC），给环境带来了或多或少的污染和破坏，对人体造成了损害。涂料的发
展在不断改善人类物质生产、生活需求的同时，也使环境迅速恶化。
1.水性涂料
1.1水性涂料概况
水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。
水性涂料是以水作溶剂或分散介质的一类涂料，在建筑涂料领域已普遍采用。汽车涂装作为工业涂装的一个重要领域，在欧洲从底漆、中涂到面涂基本实现了水性化。但在一般的工业涂装领
域，包括防腐涂装领域，仍大量使用溶剂型涂料，这显然和环境保护法日益强化，人们普遍重视环境保护的今天很不和谐。在可能的情况下用水性涂料代替溶剂型涂料是必然的趋势。
功于绿色建筑标准的出台，促使水性涂料的需求量的增长。
目前的欧洲水性涂料的普及率已比较高，在德国，建筑涂料中的93%都使用水性涂料，就连发展最慢的挪威也有47%的建筑涂料实现了水性化[1]。根据Grand View Research的最新研究报告，预计到2022年水性涂料市场将达到1461.1亿美元，随着亚太地区基础建设项目的增加，2015～2022年亚太地区水性涂料增长率最快将达到7.9%，届时亚太地区将取代欧洲成为全球最大的水性
1.2水性涂料产业化现状
欧、美、日等发达国家对可持续的低VOC水性涂料的开发和应用非常重视。到20世纪末，水性涂料的产量已占世界涂料总产量的30%左右，与溶剂型涂料基本相当。欧洲是水性涂料全球最大的市场，市场占有率达40%。这要归
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涂料市场。
近几年随着我国经济发展，在水性涂料领域取得了巨大的进步，但是与发达国家相比，还有一定的差距。国内建筑涂料已基本实现水性化，而木器涂料的水性化率还较低，由于环保意识的增
2.水性涂料的研究现状
水性涂料是以水基高分子为成膜物质的。水性涂料自20世纪60年代出现以来，特别是90年代以后，发展的速度非常快，已形成多品种、多功能、多用途、多规格的庞大体系。按照不同的分类标准有不同的分类[2]。本文按成膜物质的不同，介绍了几种常见水性涂料的研究现状。
2.1水性醇酸树脂涂料
醇酸树脂是最先应用于涂料工业的合成树脂之一，它是由多元醇或者多元胺与多元酸和一元酸（植物油）缩聚而成的一种树脂。醇酸树脂配方灵活，原料来源广泛，可通过用其他材料改性来提高醇酸树脂的综合性能。醇酸树脂对各种底材有良好的润湿性及相容性，附着力优良，成为涂料行业中量大面广的产品[3]。
2.2水性环氧树脂涂料
环氧树脂涂料具有：涂膜对各类底材附着力良好、收缩性小、硬度高，耐腐蚀性、耐化学药品性、耐磨性好和电气绝缘性好等优异性能，并且价格低廉。
水性环氧涂料基本保持了传统溶剂型环氧涂料的诸多优点，而且具有自己特殊的优势（绿色环保、可以在潮湿的环境中固化），已成为环氧涂料的重要发展方向。水性环氧涂料的制备方法主要有直接法、相反转法和自乳化法等。
目前，水性环氧涂料应用较为广泛的是室温双组分体系，主要由2部分组
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强，木器涂料在家装行业水性化已成为老百姓关心的问题。
汽车制造行业也开始使用了水性涂料。皮革涂饰领域，国内水性涂饰产品开发虽有一定基础但还远不够深入，特别是高档皮革涂饰材料，皮革涂饰行业
成：甲组分是以分散形式存在的环氧树脂；乙组分则是亲水性固化剂，在成膜过程中通过和环氧树脂发生反应形成涂膜。[4]影响涂膜性能的因素很多，最关键的是提高环氧树脂与固化剂的相容性。目前这方面的研究取得了不错的进展。DowDeutschland公司开发了一种新型的双组分水性环氧树脂，该乳液的成膜温度低，综合性能优异，如对各种基材的附着力好，且具有优异的耐化学性、耐水性和耐溶剂性等。
2.3水性聚氨酯涂料
水性聚氨酯涂料指在涂膜中含有一定数量的氨基甲酸酯键（—NH—COO—）的水性涂料。水性聚氨酯涂料不仅具有水性涂料的低VOC、不燃、绿色环保等优点，而且保持了溶剂型聚氨酯涂料耐腐蚀性、柔韧性、附着力和耐化学品性等优异的性能，近年来在水性涂料领域发展较快。
由于水性聚氨酯的分子骨架上引入了亲水链段，因此乳液本身存在一些不足：自增稠性差、固含量低，涂膜的耐水性和耐溶剂性不良和表面光泽低等。近年来，人们利用聚氨酯聚合物优异的剪裁性，结合新型改性技术，开发出了一系列新型水性聚氨酯，其性能已经基本赶上甚至超过了溶剂型聚氨酯。
水性聚氨酯涂料因其综合性能优异，已广泛应用于皮革涂饰、塑料、工业涂装、防腐涂料和木器家具涂料等领域。但是
国外公司产品的占有率超过了50％。纺织涂层领域水性涂料发展较快，水性化率已接近50％。
近年来，随着国内汽车制造和电子工业的快速发展，推动了我国水性涂料行业的发展。
水性聚氨酯清漆对木器底材的润湿性存在问题，需要降低清漆表面张力以便与底材表面张力相匹配，开发高性能的木器涂料是近年来研究的热点。
2.4水性丙烯酸酯涂料
丙烯酸树脂的C—C主链具有特殊的光、热、化学稳定性。水性丙烯酸涂料保留了水性丙烯酸酯的优异性能，在耐候性、耐污性、耐酸性、耐碱性、机械性能、耐油和耐溶剂方面均有独特的优势。水性丙烯酸酯一般采用乳液聚合的方法进行制备。普通丙烯酸乳液聚合技术已经比较成熟，种类名目繁多，在建筑涂装上应用也十分成功，这里不再提及。水性丙烯酸酯涂料的今后发展趋势是开发高性能和高功能化的涂料。[5]
水性丙烯酸酯涂料以其自身优势，加上近年来人们环保意识的增强，正逐渐取代溶剂型丙烯酸酯涂料，在塑料、金属、木材、建筑以及装饰等领域得到越来越广泛的应用。
2.5水性氟碳涂料
水性氟碳涂料以水性氟碳树脂为主要成膜物质，主要特点是树脂含有大量的F—C键。F—C键在所有化学键中键能最大，为485kJ/mol。由于C—F键能比C—H键能大，氟原子的电子云对C—C键的屏蔽作用较氢原子强，同时由于氟原子的共价半径非常小，2个氟原子恰好把2个碳原子之间的空隙填满，使得反应试剂难以插入，有效地保护了
C—C键，使得C—F键很难被热、光以及化学作用等破坏。[5]
因此，氟树脂具有许多优异的性能：分子间凝聚力低，表面自由能低，难以被液体或固体浸润或粘着；表面摩擦系
数小，具有卓越的耐候性、耐腐蚀性、防水耐油性。水性氟碳树脂已成为当今涂料工业一个重要的发展方向。经过多年的发展，水性氟碳涂料已形成许多商业化产品。
水性氟碳涂料性能优异，也基本与溶剂型氟涂料相当，已广泛应用在建筑工程、文物保护、航空器、海洋、轻工业（纸品、织物、皮革）等领域。
3.水性涂料的应用现状
3.1水性建筑涂料
按涂装部位不同，可分为外墙涂料、内墙涂料、地坪涂料及屋面涂料外墙涂料除要求高附着力外，还要求其自身具有优异的耐候性、耐酸碱性、耐冻融稳定性和抗紫外线照射等特性。内墙涂料除了装饰作用外，还应具有优异的耐水洗性、耐刮擦性以及高透气性。地坪涂料类似水泥基层涂料，要求耐磨、防滑和耐沾污。[6]
木器涂料品种类型主要以丙烯酸乳液型为主，其次为丙烯酸聚氨酯，另有少量的水性纯聚氨酯、醇酸和环氧等。
随着人们生活品质的提升和对健康的高度关注，未来的家庭装饰和家具涂料市场必定是水性木器涂料的天下。
水溶性环氧酯漆、双组分水性环氧-胺固化涂料体系、电沉积涂料等。
3.4 水性汽车涂料
汽车行业是涂料的使用大户，用量仅次于建筑涂料。汽车涂料也是性能和涂装技术要求比较高的品种。
在我国，轿车的车身底漆基本上采用阴极电泳涂料，已完全实现水性化；轿车金属零部件由于不外露，也基本上采用电泳涂装，底面层合一；而一些卡车、客车涂装质量要求相对较低，只有少量车身底漆采用电泳涂料，相当一部分车身、底盘、车架以及零部件采用水性环氧酯或水性丙烯酸氨基浸渍漆，甚至还有较大部分仍采用溶剂型防锈底漆。
3.3 水性防腐涂料
在我国，由于防腐涂料用量大，性能要求不一，目前防腐涂料的水性化研究已成为研发热点。
市场上已有一定量的水性防腐涂料产品在应用，而且应用领域和用量在不断扩大。
应用的水性防腐涂料主要品种有：自干型丙烯酸涂料、水溶性氨基丙烯酸烘漆、环氧改性水性氨基烘漆、自干型
3.2 水性木器涂料
在我国木器涂料市场中，水性木器涂料已占得一定的市场份额。我国现有的水性木器涂料市场应用领域主要为：出口木制玩具、画框、工艺品、部分出口家具、成型门、竹器、藤器等。水性
4.结语
环境友好涂料已成为21世纪涂料的发展的主题，水性涂料是环保型涂料中发展比较迅速的一个领域，已有不少成
熟的产品和技术问世。
但从技术上，水性产品要达到溶剂型产品的性能还存在一定的难度，需要
大力发展水性涂料技术。
参考文献：
[1]段质美.国内外建筑涂料市场需求及发展趋势[J].涂料与应用,2001(1).[2]涂料工艺编委会.涂料工艺[M].北京:化学工业出版社,2004.
[3]赵亚光,李丽.醇酸树脂生产实用技术问答[M].北京:化学工业出版社,2003.
[4]何庆迪,孔志元,史立平,等.水性木器涂料及树脂的现状和发展[J].上海涂料,2006.[5]姜红敏,袁荞龙.水性醇酸树脂涂料的合成及性能研究[J].涂料工业,2004.
[6]王晓荣,李晓瑞,赖小娟等．环氧改性水性聚氨酯／聚丙烯酸酯的制备与性能[J]．涂料工业，2015.
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