环保水性漆的发展【摘要】传统涂料溶剂型涂料，含有大量的挥发性有机溶剂VOC，在使用过程中排入大气，不仅破坏环境，危害人们健康，同时也浪费资源，浪费能源。

有机溶剂接触人的皮肤会脱去皮肤表面的油脂，是皮肤失去保护层，导致皮肤在接触空气中含有化学毒性物质、细菌、真菌后，皮肤产生发红、皮疹，甚至皮炎等现象。

然而水性涂料，不仅制造过程不使用溶剂、施工环节不排放有机溶剂而且完全符合国际流行的“四 E”（经济、环保、高效、性能卓越）原则。

因而，在如今VOC排放不断受到限制的时代里，水性涂料的发展，呈现了极为良好的前景。

【关键词】：水性涂料涂料助剂低碳环保一、水性漆的发展阶段大体而言，水性漆技术主要经历了以下三个阶段：第一代水性漆以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性好。

其缺点是综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差),硬度、耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。

第二代水性漆以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品耐候性、施工宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度,但是化学性能仍然比较低，目前国内也只有少数几家企业可以生产，是水性漆中的中档产品。

第三代水性漆以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性漆产品的基础上，又大大提高了产品的综合性能，铅笔法则测试硬度可以达到2H以上，充分满足了日常需要；耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势；更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性漆中的高档产品，该技术被国内外少数几个厂家所垄断。

纵观世界涂料工业的发展，水性化涂料是一个重要的发展方向。

那么涂料用助剂，特别是水性涂料助剂的地位日益显得重要。

水性涂料离不开助剂，一个乳胶涂料配方中，通常都要有十多种助剂，助剂好坏，对涂料产品的质量来说举足轻重，因此，随着水性涂料的增长，助剂产品迅速发展。

许多助剂，我国都有对应的产品，而且有些产品的性能和质量都已接近或达到国外同类产品的水平，如分散剂、成膜助剂、中和剂、缔合增稠剂等。

但有许多助剂与国外还存在着较大的差距，需要密切关注这方面的技术动向，及时引进开发。

二、水性漆的概念、分类（一）、什么是水性漆？广义的水性漆不仅仅是水性家具漆（也叫水性木器漆），凡是以水为分散剂的树脂类涂料，都可以成为水性漆。

如我们所有的内外墙涂料、金属漆、汽车漆等都有相应的水性漆产品。

可见水性漆在很多行业已有广泛的应用。

我们普遍关注的则是水性木器漆，是木器涂料中技术难度和科技含量最高的产品。

水性木器漆以其无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆的高安全性、不黄变、涂刷面积大等优点，随着人们环保意识的增强，越来越受到市场的欢迎。

（二）、水性漆的分类常见的水性涂料类型主要为：水性聚氨脂型、环氧树脂型、丙烯酸树脂型、无机水性涂料型4种。

下面阐述几种常用水性涂料的研究进展。

水性环氧涂料环氧树脂具有优异的物化性能，如良好的附着力，优异的耐化学品性和耐溶剂性，硬度高，耐腐蚀性和热稳定性优良，因此，一直引起人们的关注。

水性环氧树脂涂料是由双组份组成：一种组分为疏水性环氧树脂分散体（乳液）；另一种组份为亲水性的胺类固化剂，其中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化。

该乳化过程的研究经历了几个阶氧树脂的乳化。

该过程为：1975~1977年主要以聚乙烯醇为乳化剂，并开始研究多酰多胺与环氧化合物的加成物、聚乙氧撑醚等作为乳化剂。

1982~1984年采用含环氧基团的乳化剂，并且出现自乳化型环氧树脂。

自乳化的方法是将环氧树脂同带有表面活性基团的化合物反应，生成带有表面活性的环氧树脂。

其中选择中和所用的胺是最重要的技术配方问题。

胺相对于水性涂料的其他材料来说是比较昂贵的，而且会增加VOC的排放，为提高环氧树脂与固化剂的相溶性和室温固化性能，水性环氧树脂涂料可广泛地用作高性能涂料、设备底漆、工业厂房地板漆、运输工具底漆、汽车维修底漆、工业维修面漆等。

水性聚氨酯涂料水性聚氨脂涂料包括水溶性型、水乳化型、水分散型。

按分子结构可分为线型和交联型。

都存在单组份和双组份两种体系。

水性聚氨脂涂料除具备溶剂型聚氨脂涂料的优良性能外，还具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂、挥发性有机物含量低、难燃，无毒无污染，易贮运、使用方便等优点。

但与溶剂型聚氨酯涂料相比水性聚氨酯涂料还是存在许多不足之处。

比如：干燥时间较长、涂膜易产生CO2气泡、部分原材料成本较高、由于新型助剂缺乏，导致涂膜性能和外观效果不够高要求等。

针对水性聚氨脂涂料存在的缺陷，进行改性的研究。

目前，水性聚氨脂涂料的发展主要还受原材料、固化剂、封闭剂、交联剂等的限制。

因此，研制相应的原材料和助剂也是发展水性聚氨脂涂料的关键。

水性丙烯酸酯类涂料水性丙稀酸树脂涂料具有易合成、耐久性、耐低温性、环保性以及制造和贮运无火灾危险等优点；同时也存在硬度大、耐溶剂性能差等问题。

大致可分为：单组份型、高性能型、高固化型3种类型。

要将不耐溶剂的丙烯酸树脂原料制备成耐溶剂的水性丙烯酸树脂涂料是比较困难的事情，因此现在很少研究传统的单组份丙烯酸树脂涂料的生产。

目前研究的热点在于丙烯酸树脂原料的改性，这种技术被称为“活聚合”。

这种技术可以很好地控制丙烯酸树脂的分子量及其化学结构（单体排列顺序等）与分布。

水性丙烯酸树脂涂料的用途很广泛：交联型丙烯酸树脂涂料用于建筑业；丙烯酸-4-羟丁酯、单丙烯酸环己二甲醇酯等交联型功能性化合物可用来制备汽车涂料、粉末涂料；紫外线固化丙烯酸树脂涂料具备优异性能；特别值得关注的是丙烯酸树脂防腐涂料，是防腐涂料系中一大体系。

水性醇酸树脂涂料醇酸树脂是一种重要的涂料用树脂，其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化大、化学改性方便，且性能好。

水性醇酸树脂的开发经历了外乳化和内乳化2个阶段，目前主要使用内乳化法合成水性醇酸树脂分散体。

所谓内乳化法是将聚合物中的羧基或氨基分别用适当的碱或酸中和，使聚合物可分散于水中。

尽管水性醇酸树脂涂料具有很好的涂刷性和润滑性等优点，但也存在涂膜干燥缓慢，硬度低，耐水性和耐腐蚀性差，户外耐候性不佳等缺点，需要通过改性来满足这些性能要求。

目前，人们对水性醇酸树脂的改性主要包括物理改性和化学改性，其中以丙烯酸树脂、有机硅树脂和苯乙烯改性的效果最为显著。

近年来，随着对聚氨酯的研究日趋成熟，聚氨酯改性醇酸树脂的研究也日趋增多。

王瑞宏等人用自干型水性烯酸改性醇酸树脂。

三、水性漆的优缺点优点：1、以水作溶剂，节省大量资源；晨阳水漆消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。

一般的水性涂料有机溶剂(占涂料)在15%～15%之间，而阴极电泳涂料已降至1.2%以下，对降低污染节省资源效果显著。

2、水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对材质表面适应性好，涂层附着力强。

3、涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。

4、电泳涂膜均匀、平整。

展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。

缺点：1、水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔;2、水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。

要求输送管道形状良好，管壁无缺陷。

3、水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高。

水性涂料对输送管道的腐蚀，金属溶解，使分散微粒析出，涂膜产生麻点，也需采用不锈钢管。

4、烘烤型水性涂料对施工环境条件(温度、湿度)要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。

5、水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大。

阴极电泳涂料需在180℃烘烤；而乳胶涂料完全干透的时间则很长。

6、沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影响外观。

7、水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜的耐水性差。

水性涂料的介质一般都在微碱性(PH7.5～pH8.5)，树脂中的酯键易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。

四、水性漆的真假辨别1、真正的双组份水性漆无论是主剂还是固化剂在开罐后都是基本闻不出气味的或是只有非常轻微的气味；2、真正的双组份水性漆是用清洁的自来水稀释的，如果还需要专用的稀释剂或是酒精类的物质来稀释那就一定不是了；3、双组份的水性漆也属于非危险化学品而假的双组份往往是易燃的危险品；4、看环保指数：其是否含有苯、重金属和高含量的VOC等有毒物质。

五、涂料水性化道路发展受阻之因素（一）、消费者观念2010年中国涂料总产量近1000万吨，稳居世界第一。

然而中国人均涂料使用量依旧很低，消费者对涂料的产品性能知之甚少，对于水性涂料了解的就更少了。

消费者在购买家具时候涂料往往不作为考虑的因素。

因为消费者根本就不清楚水性家具漆与油性家具漆相比有什么优势。

消费者往往只关注表面能看见的硬度、丰满度等，所以水性家具漆在市场中一直没有得到认可。

现在随着环保理念的不断深入，消费者对涂料及家具安全的关注度已经越来越高。

再加上各种方式的宣传，水性涂料的优越性已经为越来越多消费者知道。

随着生活水平的不断提高，消费者对于家具及家具涂料的安全要求越来越高。

（二）技术革新水性家具的性能一直是阻碍其发展的重要因素。

水性家具涂料在性能上一直没能达到油性家具涂料的效果。

但是同时经过10多年的发展，目前水性家具涂料技术逐步成熟。

目前在硬度，丰满度，耐久度等方面虽然还没能超越油性涂料，但是实际应用已经完全没有问题。

水性涂料的核心技术大部分都被国外涂料巨头所掌握。

而中国水性涂料起步相对较晚，中国涂料企业规模也相对较小，在水性涂料技术研究方面的能力要弱很多，国外涂料巨头为了利益更大化，也不愿意分享他的水性涂料技术。

近年来随着中国涂料业的不断壮大，中国涂料企业在技术、资金、规模上都有了很大的发展。

在家具漆领域也涌现出一批实力不菲的企业如：长润发、美涂士、君子兰、汇龙、展辰、面面佳等。

（三）、涂料设备技术与水性家具漆相配套的涂装设备技术也是阻碍家具涂料水性化发展的因素之一。

家具涂料一般都为工厂化涂装，对涂装设备要求很高。

在日前举办的第五届水性木器涂料发展研讨会很多涂装设备厂家都介绍了最新研制的涂装设备，很多设备都让人眼前一亮。

六、发展中存在的问题与对策（一）、从涂料企业来分析中国涂料大企业基本上都是以油漆涂料打天下，而且中国的油性涂料市场已经非常成熟，大企业必须要维护自己在油漆市场的地位，因为企业生存的利润支撑点在油性涂料上。

要实现油性向水性的转变不仅仅是产品转变那么简单，在油转水之后要对涂料设备、油工施工习惯等一系列后续施工服务进行改变。