1.2 传统涂料存在的问题及相关政策
我国于 2001 年针对 10 种室内建筑装修材料制 定了强制性的安全标准 ,2008 年更是建立了中国涂 料低污染化发展安全国家体系标准,包括涂料中有 害物质的测试方法标准和涂料中有害物质限量产 品标准。 2013 年国家出台的《大气污染防治行动 计划》明确提出要节能减排，其中一条重要举措 就是“控制VOC 排放、减少油漆使用，同时提出 大力发展水性涂料行业、推广水性涂料使用”。
1.1 涂料的发展
涂料的发展经由原始的天然涂料到目前种类 繁多的涂料品种，现在人们发展涂料主要站在发 展环境友好型的涂料的立场上，所谓环境友好型 涂料即对生态环境不造成危害、对人类健康不产 生负面影响的涂料，环境友好型涂料无疑是当前 和今后涂料的发展方向，也有人称之为“绿色涂 料”，因此，环境友好型涂料必须是不含voc和重 金属盐的涂料，环境友好型涂料主要是高固体分 涂料、水性涂料、粉末涂料和紫外光电子束固化 涂料。
2.2 水稀释性涂料
产生最强粘结的第三个条件是聚合物和底材 表面的能量分布要完全匹配。这种一致性包括聚 合物和底材极性及非极性组分所占比例和总表面 能的大小尽量接近
因此，通过聚合物结构上的设计，以及认真 地进行涂料配方的筛选，可使水性涂料对各种塑 料底材及认真进行表面处理的钢铁构件表面能取 得优异的粘结性，这种水性涂料已在各种机械、 玩具、家具和娱乐设施等领域得到大量应用。
1.4 水性涂料的优缺点
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. 水性涂料水的蒸发潜热大，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。
1.6 水性涂料的发展
最早的商品化水性涂料出现于 20世纪30年代。 基于其环保与节能的优点，很快就被市场所接受， 并逐渐发展扩大。日本、美国 1986 年水性涂料分 别占涂料总销售量的18%和20%，英国1995年水性 涂料产量占全国涂料总产量的64.5%。目前，在欧 洲的使用率已达到80%-90%，并且从2004年4月1日 起，欧盟已禁止生产、销售和使用油漆。我国从 上世纪 60 年代开始研究水性涂料，进入 90 年代后， 国家大力扶持水性涂料的发展，目前的市场占有 率虽不是很高，但却具有广阔的发展前景。
2.3 水分散性涂料
水分散涂料主要是 指以合成树脂乳液为 成膜物配制的涂料。 主要的原理是以合成 的树脂为主，形成乳 液，也就是乳胶涂料。
2.3 水分散性涂料
2.3.1 聚氨酯水分散体涂料 聚氨酯水分散体涂料具有较低的交联度，很 高的断裂延伸率和适当的强度，并能常温干燥。 聚氨酯水分散体涂料的制备方法通常有强制乳化 法和自乳化法。强制乳化法将聚氨酯预聚物缓慢 加入到含乳化剂的水中，形成粗粒乳液，再送入 均化器形成粒径适当的乳液。根据扩链反应不同， 自乳化法可分为：丙酮法、熔融分散法、预聚体 分散法和酮亚胺法等，其中丙酮法和预聚体分散 法较为成熟。
1.5 水性涂料的分类
1、水溶性涂料 这类的水性涂料含有水容性树脂等其它类型 的树脂原料，涂刷到墙面后树脂可以形成膜层保 护墙壁。 2、水稀释性涂料。 主要含有乳化乳液，以此来溶解树脂，在施 工时就直接加水来稀释以达到施工的效果。 3、水分散性涂料。 主要的原理是以合成的树脂为主，形成乳液， 也就是乳胶涂料。
2.2 水稀释性涂料

2.2.2 水性丙烯酸乳胶漆
丙烯酸乳胶漆可制成气干或烘干两种类型的 涂料。气干涂料用在商用机械和医用设备的塑料 表面上，以及要求低温固化的一些金属塑料和木 头表面上。水的临界表面张力（72达因/厘米）与 塑料的表面张力不同，一些塑料的临界表面张力 是比较低的。为了使水性涂料与底材有良好的粘 结力，必须使所配制的涂料的表面张力低于水的 临界表面张力。
1.4 水性涂料的优缺点
水性涂料以水作溶剂，节省大量资源;水性涂 料消除了施工时火灾危险;水性涂料在湿表面和潮 湿环境中可以直接涂覆施工;水性涂料对材质表面 适应性好，涂层附着力强。
水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清 洗溶剂的消耗。
1Hale Waihona Puke 4 水性涂料的优缺点缺点：
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。对输送管道 形状有要求。

2.1.1 水溶性聚氨酯涂料
把聚氨酯与多元醇进行配制，制成了双组分 的水溶性聚氨酯水溶性涂料。所具有的成膜特性 类似于溶剂型涂料。使得到的涂膜似皮革一样好 看，并有皮革一样的柔软舒适感觉。这种涂料的 挥发性有机化合物比传统的溶剂涂料低50%-100%。 目前已成功地研制出了高质量的清漆和瓷漆。
2.1 水溶性涂料
1.3 水性涂料的定义
凡是用水作溶剂 或者作分散介质的涂 料，都可称为水性涂 料。水性涂料包括水 溶性涂料、水稀释性 涂料、水分散性涂料 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。
1.4 水性涂料的优缺点
优点： 水性涂料无毒并且无刺激气味，对人体健康 无害，同时也不污染环境。因为水性涂料不含有 害物质所以不会向空气中挥发，因此也就没有了 易变黄等缺陷，更可以以保持涂料颜色的历久弥 新。它的储存也很方便，不易燃，所以不像油性 漆一样需要单独储存。 另外，它的粉刷也非常容易，用刷子沾取水 性涂料涂料均匀涂抹在墙壁上的话，不会发生起 鼓现象。非常适用家庭个人使用。
水性涂料研究进展
贵阳神迪化工有限公司
1 背景资料

1.1 涂料的发展 1.2 传统涂料存在的问题及相关政策 1.3 水性涂料的定义 1.4 水性涂料的优缺点 1.5 水性涂料的分类 1.6 水性涂料的发展
1.1 涂料的发展
涂料是由高分子物质和配料组成的混合物， 并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的新 型高分子材料。它与塑料、黏合剂、合成橡胶、 合成纤维成为五大合成材料。 1867 年美国第一个 涂料专利的出现标志着涂料科学与技术的开始。 我国的涂料工业从上世纪 50 年代起步，特别是近 20 年来，取得了举世瞩目的成就。涂料总产量排 在美、日之后，居世界第3位。
2.2 水稀释性涂料
含有乳化聚合物的水性环氧涂料由于采用了 一些新技术，在固化过程中会促进聚合物反应完 全，形成的涂膜具有高硬度及优异的耐化学性。 所采用的新技术是使树脂的不连续的高分子量的 球形粒子分散在水中，所以固化剂的分子量可以 增大，又不影响黏度。这种高分子量的乳胶增大 了粒子间的反应，所形成的涂膜能提供高度的终 端交联密度，以及优良的粘结性，这一切均取得 了水性涂料在环境方面的优点，它们不产生氰酸 盐、铅、铬或甲醛。这种相当紧贴的致密的涂膜 显示出的性能等于或优于溶剂型的环氧涂料，提 高了耐磨性、耐化学性和耐腐蚀性，以及耐久性。
2 水性涂料简介

2.1 水溶性涂料 2.2 水稀释性涂料 2.3 水分散性涂料
2.1 水溶性涂料
水溶性涂料，如水溶性醇酸涂料、环氧涂料、 聚氨酯涂料。这种涂料实际上是树脂溶解在水中， 或称作“无限亲水的”。加水能降低涂料的黏度。 这种涂料的配制比乳胶漆更简单，而且施工容易。
2.1 水溶性涂料
2.3 水分散性涂料
聚氨酯水分散体涂料优点： （ 1 ）聚氨酯水分散体大大减少VOC, 接近环境 友好型涂料,是在水中完全反应的聚合物,不存在游 离异氰酸酯,减少毒性。 （2）聚氨酯水分散树脂的分子结构和大小根据 性能要求,可在较大范围内调节。 （ 3 ）和其他乳胶涂料相比 , 低温成膜性好 , 不需 要成膜助剂,也不需要增塑剂,一般不需外加乳化剂 或分散剂。
2.1 水溶性涂料

2.1.2 水溶性醇酸涂料 水溶性醇酸涂料基本上是低分子量的有机溶 剂型醇酸的改性体。为了提高它在水或潜溶剂中 的溶解能力，通过提高或增加羟基官能团来达到。 分子量通常是3000～30000。以这种树脂配制成的 涂料通过水或溶剂的挥发而成膜。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。
水溶性聚氨酯涂料性能： 这种涂料具有高光泽度、柔软与硬度达到平 衡、耐磨和耐腐蚀性强、耐候性好、耐冲击力非 常高的特性。这种涂料可用在经过适当表面处理 的底材上。甚至在金属表面上不涂底漆，直接涂 装这种涂料。可使用传统的施工方法，也可采用 静电设备进行施工。但水性聚氨酯涂料的黏结性、 耐水性、耐候性等性能还存在某些缺陷，需通过 改性进一步提高其性能。
1.2 传统涂料存在的问题及相关政策
传统涂料在制造、施工、干燥、固化和成膜 过程中向空气中散发的挥发性有机化合物 VOC 。 它是重要的环境污染物之一，对人体健康和环境 构成了严重的污染和威胁。为此，世界各国都制 定了相应的环保法规,限制涂料中VOC的排放。如 德国 AT-Luft 法规、美国的 66 法规、 1994 年的欧盟 指令以及 2008 年加拿大的建筑涂料挥发性有机化 合物VOC浓度限量法规提案等。
1.6 水性涂料的发展
油性涂料在使用过程中会挥发出大量的甲醛、 苯、二甲苯等有毒有害物质，其挥发周期可达 15 年，严重威胁了人们的身体健康。而水性涂料则 以水作为稀释剂，挥发的是水，与溶剂型涂料相 比,它最大的优点就是VOC含量较低、无异味、不 燃烧且毒性低。另外，近些年水性树脂生产技术 也得到了高速发展。这些都使得水性涂料逐步替 代溶剂型涂料成为可能。
2.2 水稀释性涂料
提高粘结力的条件： 降低水性涂料的表面张力，可以通过加入经 过选择的凝结剂来达到。这些物质的作用是降低 水性涂料的表面张力使之接近有机溶剂的特性。 这是提高粘结力的第一条件。 降低表面张力并不一定能得到满意的粘结效 果，因为聚合物必需有条件与底材表面作分子的 紧密接触，使之产生短矩离力，才能得到强的粘 结力。因此底材表面越干净，底材的润湿性越好， 聚合物分子与底材的接触会越紧密，粘结力就越 大，这是提高粘结力的第二个条件。