一.水性涂料的定義和分類


1、定義
水性涂料是以水作為分散介質(zhì)，樹(shù)脂作為分散相，形成的非均相體系。

2、水性涂料的分類

二.水性涂料的發(fā)展


據(jù)了解，中國(guó)涂料總產(chǎn)量達(dá)到了755萬(wàn)噸，其中水性涂料占到321萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的43%左右
在2010年中國(guó)木器涂料年使用量大約在80多萬(wàn)噸，其中溶劑型涂料占98%，水性木器涂料僅占2%左右
2011年水性涂料已經(jīng)占到我國(guó)涂料市場(chǎng)的50%以上
根據(jù)最近幾年的涂料的產(chǎn)銷會(huì)上的情況，水性涂料在中國(guó)的推廣不是預(yù)期的那么好
行業(yè)熱、市場(chǎng)冷
中國(guó)品牌的水性涂料的推廣顯得尤為困難

市場(chǎng)冷的原因

1、本土品牌質(zhì)量和應(yīng)用與國(guó)外品牌存在差距
2、成本高，價(jià)格降不下來(lái)
3、與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，功能性方面存在一定的差距
4、國(guó)人的環(huán)保意識(shí)  
5、政策性扶持力度不夠     

水性涂料發(fā)展的三大方向

1、向水性化發(fā)展：低VOC、低毒、好的耐久性、耐水性、豐滿度
2、向功能化發(fā)展：防火、防霉、防腐蝕
3、向高性能、高檔次發(fā)展：耐侯性、耐污染、耐化學(xué)品性

三.水性涂料的特點(diǎn)


1、水性涂料是一個(gè)多相體系
2、水溶性樹(shù)脂由溶液樹(shù)脂通過(guò)引入親水性基團(tuán)，經(jīng)中和，最后分散在水中而制成
3、一般需要加入親水性的溶劑——助溶劑
4、水性涂料的固體含量通常低于溶劑型涂料的固體含量

水性涂料的組成

水性涂料的組成為水性樹(shù)脂、顏填料、助劑、中和劑、水等。

水性涂料的優(yōu)點(diǎn)

1、以水作溶劑，節(jié)省大量資源；消除了施工時(shí)火災(zāi)危險(xiǎn)性；降低了對(duì)大氣污染；僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境條件。一般的水性涂料有機(jī)溶劑（占涂料）在10％～15％之間，而現(xiàn)在的陰極電泳涂料已降至1.2％以下，對(duì)降低污染節(jié)省資源效果顯著。 
2、水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工；對(duì)材質(zhì)表面適應(yīng)性好，涂層附著力強(qiáng)。涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗。電泳涂膜均勻、平整。展平性好；內(nèi)腔、焊縫、棱角、棱邊部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防護(hù)性；電泳涂膜有最好的耐腐蝕性，厚膜陰極電泳涂層的耐鹽霧性最高可達(dá)1200h。

水性涂料存在的問(wèn)題

1、水性涂料對(duì)施工過(guò)程中及材質(zhì)表面清潔度要求高，因水的表面張力大，污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔;水性涂料對(duì)抗強(qiáng)機(jī)械作用力的分散穩(wěn)定性差，輸送管道內(nèi)的流速急劇變化時(shí)，分散微粒被壓縮成固態(tài)微粒，使涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn)。
2、水性涂料對(duì)涂裝設(shè)備腐蝕性大，需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料，設(shè)備造價(jià)高。
3、烘烤型水性涂料對(duì)施工環(huán)境條件（溫度、濕度）要求較嚴(yán)格，增加了調(diào)溫調(diào)濕設(shè)備的投入，同時(shí)也增大了能耗。水的蒸發(fā)潛熱大，烘烤能量消耗大。
4、水性涂料存在耐水性差的問(wèn)題，使涂料和槽液的穩(wěn)定性差，涂膜的耐水性差。水性涂料的介質(zhì)一般都在微堿性（PH7.5～pH8.5），樹(shù)脂中的酯鍵易水解而使分子鏈降解，影響涂料和槽液穩(wěn)定性，及涂膜的性能。

四.水性涂料水溶性機(jī)理


合成樹(shù)脂之所以能溶于水，是由于在聚合物的分子鏈上含有一定數(shù)量的強(qiáng)親水性基團(tuán)，例如含有羧基、氨基、羥基、醚基、酰胺基等。
但是這些極性基團(tuán)與水混合時(shí)多數(shù)只能形成乳濁液，它們的酸鹽則可部分溶于水中，因而水溶性樹(shù)脂大多數(shù)以中和成鹽的形式獲得水溶性。

五.水溶性樹(shù)脂的合成原理


1、在樹(shù)脂分子鏈中引入胺基（或羧基），用酸（或堿）中和形成陽(yáng)離子型（或陰離子型）樹(shù)脂，能水溶或增溶分散于水中。
2、在樹(shù)脂分子鏈引入一定數(shù)量的強(qiáng)親水基團(tuán)，如羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。
3、外加乳化劑乳液聚合，或?qū)?shù)脂強(qiáng)制乳化形成水分散乳液。有時(shí)幾種方式同時(shí)并用，以提高水分散性及水分散液的穩(wěn)定性。
4、水性涂料雖然以水作分散介質(zhì)，但為了提高樹(shù)脂的水溶性，調(diào)節(jié)水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚類有機(jī)助溶劑。

助溶劑（共溶劑）

助溶劑的作用是增加樹(shù)脂在水中的溶解度，同時(shí)用于調(diào)節(jié)樹(shù)脂溶液的粘度，提高漆液的穩(wěn)定性，改善漆膜的流平性和外觀。以同一個(gè)樹(shù)脂來(lái)比較，助溶劑不同，助溶的效果也不同。
在水溶性的醇類中，碳鏈長(zhǎng)的醇比碳鏈短的醇助溶效果好；含醚基的醇比不合醚基的醇助溶效果好。因此，丁醇比乙醇好，丁基溶纖劑比丁醇更好。助溶劑的加入量通常為樹(shù)脂量的30％以下。
 常用的助溶劑有乙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑和仲丁醇等。

六.水性涂料的應(yīng)用

1.水性建筑涂料應(yīng)用

水性建筑涂料
主要品種是水性聚氨酯涂料、水溶性丙烯酸涂料等。
內(nèi)墻的應(yīng)用：聚醋酸乙烯類是內(nèi)墻涂料的主要品種，基本取帶了耐水性差的聚乙烯醇為粘結(jié)劑的106、107建筑涂料。
外墻的應(yīng)用：主要以苯丙乳液為主（德國(guó)、日本），我國(guó)主要以丙烯酸乳液為主。苯丙乳液目前大量用于內(nèi)墻涂料的制備。

2.在木質(zhì)墻板上的應(yīng)用


溶劑型涂料：
溶劑型涂料用于木板墻板時(shí)，容易產(chǎn)生氣泡而導(dǎo)致涂料失效，主要原因是溶劑型涂料形成的涂膜對(duì)水蒸氣的滲透很低，當(dāng)木板吸收的水分被陽(yáng)光加熱蒸發(fā)時(shí)，就會(huì)使涂膜產(chǎn)生氣泡。
乳膠涂料：
乳膠涂料沒(méi)有經(jīng)過(guò)交聯(lián)，其涂膜對(duì)水蒸氣具有很好的滲透性能，所以乳膠涂料起泡現(xiàn)象很少。
乳膠涂料的抗皺紋性能比溶劑型涂料好，但乳膠涂料的耐沾污性能比溶劑型涂料差，透氣性能和耐沾污性能的要求對(duì)乳膠樹(shù)脂來(lái)說(shuō)是矛盾的。如何改進(jìn)乳膠樹(shù)脂的性能，設(shè)計(jì)更為合理的乳膠涂料配方提高水性涂料的耐沾污性，有待研究！

3.水性工業(yè)涂料

主要的品種有汽車涂料船舶涂料、集裝箱涂料、家具涂料、火車涂料的等。
1.水性汽車涂料
水性汽車涂料有水性底漆、水性中涂漆、水性面漆和水性罩光漆。
a.汽車中途漆
汽車中途漆又稱二道漿，起到抗擊修整不平的部位的作用，中途漆的主要品種有雙組分水溶性丙烯酸體系.
b.汽車面漆
汽車面漆是含彩色顏料和片狀鋁顏料的中間涂層以產(chǎn)生色澤與閃光效果。水性面漆主要有水溶性丙烯酸氨基酯和水溶性聚酯兩種.
c.汽車底漆
90%的汽車底漆都是用陰極電泳涂料，第五代的陰極電泳涂料具有泳透力高、涂膜厚、有良好的邊緣覆蓋性等，形成的涂膜耐鹽性顯著提高。
d.汽車罩光漆
具有耐候作用的透明面漆，所采用的樹(shù)脂水溶性甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂與水性醇酸樹(shù)脂按比例配置而成的兩組份涂料體系。
e.陰極電泳涂料 
還用在金屬家具、家電產(chǎn)品輕工行業(yè)；鋁門(mén)窗、銅飾件等建筑行業(yè)；各種人造首飾、飾物等小五金行業(yè)等。

4.水性木器涂料

主要以水性聚氨酯為基體，通過(guò)丙烯酸、有機(jī)硅、有機(jī)氟等一種或多種進(jìn)行改性。

5.水性金屬防腐涂料
6.水性塑料涂料

水性塑膠漆是一種特殊用途工藝品專用漆，無(wú)毒、無(wú)味，可用水稀釋，分為啞光、半光、亮光三種，清漆色澤淺，透明度高；色漆顏色鮮艷豐滿。產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、施工簡(jiǎn)便、固含量高、每平米造價(jià)低，漆膜豐滿堅(jiān)韌、色彩豐富、不黃變，具有附著力強(qiáng)及裝飾與保護(hù)兼優(yōu)的物理性能。主要應(yīng)用于ABS、PE、PP、PVC發(fā)泡型材等各種硬質(zhì)塑料表面涂裝與保護(hù)。