水性涂料的化學配方應用及其發展探究

石星麗，張亞娟，馮 瀟

（1.蘭州石化職業技術學院 石油化學工程系，甘肅蘭州 730060；2.航天長征化學工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730070）

水性涂料的化學配方應用及其發展探究

石星麗1，張亞娟2，馮 瀟2

（1.蘭州石化職業技術學院 石油化學工程系，甘肅蘭州 730060；2.航天長征化學工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730070）

加強國內水性市場的創新發展，制造出更多的性能穩定、品質良好、環保健康的水性涂料是十分有必要的。綜述了水性涂料發展背景，探討了水性涂料的概念，對水性聚氨酯涂料、水性環氧樹脂涂料進行介紹，分析水性涂料化學配方，從木制品、汽車涂裝、電梯涂裝方面分析水性涂料應用和發展前景。

水性涂料；化學配方；應用；發展

1 水性涂料發展背景

作為一種全新類型的環保材料，近年來水性涂料已經慢慢走進了大眾的視野。自20世紀末，德國的品牌都芳涂料率先進入中國內地的涂料市場，將中國的水性涂料在環保性方面的創新引入到了一個新的階段。1996年山東亞美莉有限公司率先研發了國內的第一批水性的木器涂料，但是到21世紀初逐漸被淘汰。2003年，深圳的某公司在成本和質量方面的難題上進行了突破性的進展，但是消費者和使用者關于水性涂料的認識不夠，所以水性涂料的市場發展較為緩慢。

2 水性涂料的種類分析以及化學配方的探究

2.1 水性涂料的概念

雖然市場上出現了種類繁多的水性涂料，但是多數人對于水性涂料究竟為何物仍然不夠了解。實際上，水性涂料就是將水作為分散介質或者作為溶劑的一種涂料，按照涂料中使用的黏合劑進行劃分，水性涂料可以分為人工合成樹脂的水性涂料（丙烯酸樹脂是典型代表），還有礦物質以及天然物質為主的天然性的水性涂料（硅酸鉀是典型代表）。

2.2 水性涂料種類分析

2.2.1 聚氨酯水性涂料

在對聚氨酯的分子結構進行分析過程中發現，其內存在著小部分的—NHCOO—（即氨基甲酸酯）聚合物質。這一物質分子間能夠產生范德華力以及氫鍵，因此有較強的黏連力以及內聚力。另外，其分子的結構還能實現靈活調節，和一般的乳膠涂料進行比較，聚氨酯性質的水性涂料本身還包括了更優質的低溫成膜特點，因此對于生活中普遍存在的涂料產品，具有較高水平的耐久性以及附著性。

2.2.2 環氧樹脂水性涂料

環氧樹脂水性涂料的基質為環氧樹脂，其在水中分散構成了分散的形式，這種材料的水性涂料當中的有機化合物以及溶劑的含有量較低，是一種綠色環保型涂料。在實際操作過程中，能便于施工，并能夠直接用水就清洗干凈。它的特點還在于有較強的固化性，可以和水性的聚合物質進行使用，經濟價值方面優勢突出。

2.2.3 丙烯酸酯的水性涂料

丙烯酸樹脂當中所包含的乙烯系單體、甲基丙烯酸以及丙烯酸等多種物質，能夠幫助丙烯酸酯的水性涂料兼具熱塑性以及高水平的保光保色性能。

2.3 水性涂料化學配方探究

乳膠涂料的配置過程中，使用的是合成樹脂漆的乳液的成膜物。而水性涂料的配置過程中，使用的則是具有水溶特性的水性環氧樹脂、高分子無機樹脂等多類成膜物，待其成膜之后保持乳化的乳液的狀態。成膜的過程是在水分揮發過程中高分子顆粒實現互相的擠壓并交聯完成的，因此，水性涂料產生VOC等多種排放量較少，是一種沒有污染的綠色安全的環保涂料，不會產生對人體健康和環方面的影響。

3 應用水性涂料發展前景探究

3.1 在木制品方面應用情況

木制品應用水性涂料主要分為3種：水性UV漆、雙組分和單組分水性漆。水性UV漆利用紫外線的照射最終成膜，膜較為牢固，有很高的硬度，比較適合在規模較大的機械化生產中進行應用，當前僅在木門上進行使用；雙組分水性涂料利用固化劑成膜，具有良好光澤性，主要在家具行業應用；單組分水性涂料最為環保健康，是直接由水稀釋便能使用，在兒童家居業應用較廣。

3.2 在電梯涂裝方面應用情況

傳統電梯主要利用的是噴粉涂裝，其優勢在于對環境不造成污染且成本較低，但是其換色相當困難，在實際效果方面有所限制。當前國內電梯多利用了靜電水性涂料，直接用水將有機溶液替換掉，不但降低成本還加強環保。在這方面，水性涂料把電泳涂裝和靜電噴漆的優勢都發揮出來。

3.3 在汽車涂裝方面應用情況

由于價格高昂，國內只有少數汽車生產的廠家在進行汽車涂裝程序中對水性涂料進行利用，這一情況在最近幾年有所改變，汽車涂裝中水性涂料利用量不斷增加。而在國外，涂料總比值中，汽車涂料的比例占到了20%左右。從統計數據來看，我國涂料行業在2016年一月至八月達到1 167.31t的涂料總產量，同比達到7.2%增長率，其市場占有率還在不斷增加。

4 結語

國外的水性涂料市場銷售率能達到78%左右，但是國內的市場銷售率僅有45%左右。加強國內水性市場的創新發展，制造出更多的性能穩定、品質良好、環保健康的水性涂料是十分有必要的。在當前社會追求綠色環保的發展背景下，作為優勢明顯、特點突出的環保型涂料，在不久的將來肯定會受到更高的重視和更全面的應用。

[1] 代潤澤.水性涂料的化學配方應用及其發展前景[J].化工設計通訊，2016，（9）：111.

Application and Development of Chemical Formula of Waterborne Coatings

Shi Xing-li，Zhang Ya-juan，Feng Xiao

It is necessary to strengthen the innovation and development of the domestic water market，and to produce more stable，good quality，environmental protection and healthy waterborne coatings.This paper discusses the background of the development of water borne coatings，discusses the concept of waterborne coatings，waterborne polyurethane coatings，waterborne epoxy resin coatings are introduced，analysis of chemical formula of waterborne coatings，waterborne coating machine analysis application and development prospect from wood products，automobile coating，paint lift.

waterborne Coatingsg；chemical formula；application；development

TQ637

A

1003–6490（2017）10–0061–01

2017–07–19

石星麗（1979—），女，甘肅蘭州人，講師，主要研究方向為高分子研究。