我國(guó)水性涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀

季建霞，陸文明，鄭 晨，趙寶華，周如東

（1.中海油常州涂料化工研究院有限公司，江蘇常州 213016；

2.中海油常州環(huán)保涂料有限公司，江蘇常州 213012）

我國(guó)水性涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀

季建霞1，陸文明2，鄭 晨1，趙寶華2，周如東2

（1.中海油常州涂料化工研究院有限公司，江蘇常州 213016；

2.中海油常州環(huán)保涂料有限公司，江蘇常州 213012）

綜述了我國(guó)水性涂料的分類和特點(diǎn)，以及水性涂料在建筑、木器、防腐、汽車、塑料等領(lǐng)域的應(yīng)用，并提出了水性涂料在應(yīng)用中的一些問(wèn)題和發(fā)展方向。

水性建筑涂料；水性木器涂料；水性防腐涂料；水性汽車涂料；水性塑料涂料

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，人民生活水平不斷提高，我國(guó)涂料的產(chǎn)銷量正以較快的速度增長(zhǎng)，但是相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)涂料產(chǎn)品的消費(fèi)結(jié)構(gòu)還不是很合理，高污染的涂料產(chǎn)品仍占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，對(duì)環(huán)境和施工人員健康帶來(lái)較為嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)保法規(guī)的日趨完善，目前世界各國(guó)都鼓勵(lì)和推廣使用綠色環(huán)保、節(jié)能節(jié)材的涂料新產(chǎn)品。低污染的水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料以及光固化涂料已成為涂料技術(shù)的發(fā)展方向。其中水性涂料有利于合理利用資源、防止環(huán)境污染、保護(hù)人體健康，且不含或少含VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）及有害空氣污染物（HAP），已成為研發(fā)熱點(diǎn)、推廣應(yīng)用的亮點(diǎn)及增長(zhǎng)點(diǎn)［1］。相比于其他低污染涂料，水性涂料因具有可實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑多、應(yīng)用面廣、安全、施工相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而成為首選品種，更受廣大涂料科技人員的關(guān)注和涂料用戶的青睞，近年來(lái)在我國(guó)已得到了一定的發(fā)展，并且受到了前所未有的重視。但是水性涂料除在建筑涂料領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用外，在其他領(lǐng)域，特別是工業(yè)涂裝領(lǐng)域，占據(jù)份額仍較小。因此，提高涂料特別是工業(yè)涂料的水性化比例，減少涂料對(duì)環(huán)境的污染和施工人員的身體危害，已成為我國(guó)涂料行業(yè)共同面臨的課題［2］。

1 水性涂料的分類和特點(diǎn)

按分散形態(tài)區(qū)分，水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料和水分散性涂料（乳膠涂料）3種。它們的分散機(jī)理不同，產(chǎn)品的性能也有較大的差異，但不管何種類型，它們均以水作為溶劑或分散介質(zhì)。按成膜物質(zhì)區(qū)分，水性涂料可分為水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性環(huán)氧涂料等，近年來(lái)，水性涂料產(chǎn)品的成膜物質(zhì)有向混合改性方向發(fā)展的趨勢(shì)，我國(guó)研發(fā)的主要水性成膜物見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)研發(fā)的主要水性成膜物一覽表［2］Table 1 The schedule of main waterborne film former R&D in China

續(xù)表1

水性涂料的最大特點(diǎn)是以水代替有機(jī)溶劑作為溶劑或分散介質(zhì)，節(jié)約了大量的有機(jī)材料（石油類）資源，大大減少了涂料中有機(jī)溶劑揮發(fā)對(duì)大氣的污染和施工過(guò)程中的火災(zāi)危險(xiǎn)。此外，水性涂料在涂裝金屬材料時(shí)，工件經(jīng)除油除銹、磷化工序后，無(wú)需完全干燥，即可涂裝施工，節(jié)省了涂裝時(shí)間和能源消耗。電泳涂料在狹縫、管孔、焊接邊等部位，都能均勻上漆，且在棱角、邊緣部位涂膜厚度基本一致，與溶劑型涂料相比有較大的優(yōu)勢(shì)。

2 水性涂料的應(yīng)用情況

2.1 水性建筑涂料

按涂裝部位不同，可分為外墻涂料、內(nèi)墻涂料、地坪涂料及屋面涂料。外墻涂料除要求高附著力外，還要求其自身具有優(yōu)異的耐候性、耐酸堿性、耐凍融穩(wěn)定性和抗紫外線照射等特性。內(nèi)墻涂料除了裝飾作用外，還應(yīng)具有優(yōu)異的耐水洗性、耐刮擦性以及高透氣性。地坪涂料類似水泥基層涂料，要求耐磨、防滑和耐沾污。

2.2 水性木器涂料

在我國(guó)木器涂料市場(chǎng)中，水性木器涂料已占得一定的市場(chǎng)份額。我國(guó)現(xiàn)有的水性木器涂料市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域主要為：出口木制玩具、畫(huà)框、工藝品、部分出口家具、成型門、竹器、藤器等。水性木器涂料品種類型主要以丙烯酸乳液型為主，其次為丙烯酸聚氨酯，另有少量的水性純聚氨酯、醇酸和環(huán)氧等。隨著人們生活品質(zhì)的提升和對(duì)健康的高度關(guān)注，未來(lái)的家庭裝飾和家具涂料市場(chǎng)必定是水性木器涂料的天下。

2.3 水性防腐涂料

在我國(guó)，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為研發(fā)熱點(diǎn)。市場(chǎng)上已有一定量的水性防腐涂料產(chǎn)品在應(yīng)用，而且應(yīng)用領(lǐng)域和用量在不斷擴(kuò)大。應(yīng)用的水性防腐涂料主要品種有：自干型丙烯酸涂料、水溶性氨基丙烯酸烘漆、環(huán)氧改性水性氨基烘漆、自干型水溶性環(huán)氧酯漆、雙組分水性環(huán)氧-胺固化涂料體系、電沉積涂料等。

2.4 水性汽車涂料

汽車行業(yè)是涂料的使用大戶，用量?jī)H次于建筑涂料。汽車涂料也是性能和涂裝技術(shù)要求比較高的品種。在我國(guó)，轎車的車身底漆基本上采用陰極電泳涂料，已完全實(shí)現(xiàn)水性化；轎車金屬零部件由于不外露，也基本上采用電泳涂裝，底面層合一；而一些卡車、客車涂裝質(zhì)量要求相對(duì)較低，只有少量車身底漆采用電泳涂料，相當(dāng)一部分車身、底盤、車架以及零部件采用水性環(huán)氧酯或水性丙烯酸氨基浸漬漆，甚至還有較大部分仍采用溶劑型防銹底漆。目前，在歐美國(guó)家，所有的汽車底漆、80%以上的汽車中涂漆、50%以上的金屬閃光底色漆已實(shí)現(xiàn)水性化，而水性罩光面漆工業(yè)化應(yīng)用較少。而在我國(guó)，除車身底漆外，中涂漆和面漆基本上采用溶劑型涂料。

2.5 水性塑料涂料

隨著科技的發(fā)展，塑料制品已廣泛應(yīng)用于家電、汽車、建材、辦公設(shè)備、電子通訊及醫(yī)療器械等行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)不可缺少的重要材料。但塑料除本身耐紫外光等性能不理想之外，在加工成型后也常產(chǎn)生各種表面缺陷。因此，塑料表面需用涂料涂裝，達(dá)到裝飾效果，提高耐蝕性、耐候性及使用壽命。

目前，市場(chǎng)上可用于塑料表面的水性涂料品種與水性木器涂料類似，主要為水溶性涂料和乳膠涂料。按成膜物分類，水性塑料涂料主要有水性丙烯酸、單組分水性聚氨酯、雙組分水性聚氨酯涂料等。雙組分水性聚氨酯涂料相對(duì)于其他水性涂料，性能優(yōu)異，附著力好，可滿足大多數(shù)塑料品種對(duì)涂層性能的要求，今后它將是水性塑料涂料的主要品種之一。

3 水性涂料應(yīng)用中的一些問(wèn)題

雖然目前水性涂料得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但仍有一些問(wèn)題有待優(yōu)化和解決，如成膜時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境溫度、濕度敏感，固含量相對(duì)傳統(tǒng)溶劑型涂料而言較低，水乳化和水分散體涂料長(zhǎng)時(shí)間貯存困難等。

由于水的表面張力較高，水性涂料的施工方式有別于溶劑型涂料，對(duì)基材表面清潔度、施工環(huán)境的溫濕度要求較高，需要通過(guò)配方的技術(shù)改進(jìn)和施工工藝的調(diào)整來(lái)協(xié)同解決。

水性涂料還需解決涂膜親水性和耐水性之間的矛盾。水性涂料的成膜物中含有大量的親水基團(tuán)和親水物質(zhì)，如果不進(jìn)行轉(zhuǎn)化或處理，勢(shì)必會(huì)影響涂層的耐水性，其耐水性弱于溶劑型涂料，這也是水性涂料在使用上受到制約的主要因素。

大多數(shù)水性樹(shù)脂是以水乳化型或水分散型的形式存在，成膜后涂膜的光澤和豐滿度不如溶劑型涂料，這使大多數(shù)水性涂料無(wú)法應(yīng)用于要求高光澤涂層的領(lǐng)域。

此外，現(xiàn)在某些水性涂料中仍需加入一些水溶性的助溶劑和助劑，其中有些溶劑或助劑與溶劑型涂料所用的溶劑相比，盡管用量小，但毒性更大，對(duì)身體危害更大。因此，環(huán)保、健康和安全仍是今后水性涂料研發(fā)、生產(chǎn)及發(fā)展過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

水性涂料用成膜物及助劑的研發(fā)，使水性涂料開(kāi)發(fā)應(yīng)用得到了快速發(fā)展。選擇并鎖定水性涂料支柱品種及重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，采用有利對(duì)策及有效規(guī)劃，引導(dǎo)水性涂料整體水平向著更新、更高的目標(biāo)邁進(jìn)，利用創(chuàng)新思維、開(kāi)發(fā)高端產(chǎn)品、提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)水性涂料健康順暢、快速有序地發(fā)展。

The Application Status of Waterborne Coatings at Home

Ji Jianxia1，Lu Wenming2，Zheng Chen1，Zhao Baohua2，Zhou Rudong2
（1.CNOOC Changzhou Coatings Research Institute Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu，213016，China；2.CNOOC Changzhou EP Coatings Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu，213012，China）

The classification and characteristics of waterborne coatings in China were summarized. The application situations of waterborne coatings in the field of buildings，wood，anticorrosion，automobile and plastics etc. were also reviewed. Furthermore，the problems existed in the application and development directions of waterborne coatings were put forward.

waterborne architectural coatings；waterborne wood coatings；waterborne anticorrosive coatings；waterborne automotive coatings；waterborne plastic coatings

TQ 630.7

A

1009-1696（2016）05-0038-04

2016-02-19

季建霞（1981—），女，大學(xué)本科，經(jīng)濟(jì)師，目前從事組織涂料專業(yè)相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)以及技術(shù)交流工作。