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
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、水溶性樹脂由溶液樹脂通過引入親水性基團(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。

水性涂料存在的問題

1、水性涂料對(duì)施工過程中及材質(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，因而水溶性樹脂大多數(shù)以中和成鹽的形式獲得水溶性。

五.水溶性樹脂的合成原理


1、在樹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）樹脂，能水溶或增溶分散于水中。
2、在樹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)渲瑥?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脂在水中的溶解度，同時(shí)用于調(diào)節(jié)樹脂溶液的粘度，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)樹脂來比較，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：
乳膠涂料沒有經(jīng)過交聯(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)乳膠樹脂來說是矛盾的。如何改進(jìn)乳膠樹脂的性能，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，所采用的樹脂水溶性甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂與水性醇酸樹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，無毒、無味，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)。