水性涂料的化学配方应用及其发展探究

石星丽，张亚娟，冯 潇

（1.兰州石化职业技术学院 石油化学工程系，甘肃兰州 730060；2.航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃兰州 730070）

水性涂料的化学配方应用及其发展探究

石星丽1，张亚娟2，冯 潇2

（1.兰州石化职业技术学院 石油化学工程系，甘肃兰州 730060；2.航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃兰州 730070）

加强国内水性市场的创新发展，制造出更多的性能稳定、品质良好、环保健康的水性涂料是十分有必要的。综述了水性涂料发展背景，探讨了水性涂料的概念，对水性聚氨酯涂料、水性环氧树脂涂料进行介绍，分析水性涂料化学配方，从木制品、汽车涂装、电梯涂装方面分析水性涂料应用和发展前景。

水性涂料；化学配方；应用；发展

1 水性涂料发展背景

作为一种全新类型的环保材料，近年来水性涂料已经慢慢走进了大众的视野。自20世纪末，德国的品牌都芳涂料率先进入中国内地的涂料市场，将中国的水性涂料在环保性方面的创新引入到了一个新的阶段。1996年山东亚美莉有限公司率先研发了国内的第一批水性的木器涂料，但是到21世纪初逐渐被淘汰。2003年，深圳的某公司在成本和质量方面的难题上进行了突破性的进展，但是消费者和使用者关于水性涂料的认识不够，所以水性涂料的市场发展较为缓慢。

2 水性涂料的种类分析以及化学配方的探究

2.1 水性涂料的概念

虽然市场上出现了种类繁多的水性涂料，但是多数人对于水性涂料究竟为何物仍然不够了解。实际上，水性涂料就是将水作为分散介质或者作为溶剂的一种涂料，按照涂料中使用的黏合剂进行划分，水性涂料可以分为人工合成树脂的水性涂料（丙烯酸树脂是典型代表），还有矿物质以及天然物质为主的天然性的水性涂料（硅酸钾是典型代表）。

2.2 水性涂料种类分析

2.2.1 聚氨酯水性涂料

在对聚氨酯的分子结构进行分析过程中发现，其内存在着小部分的—NHCOO—（即氨基甲酸酯）聚合物质。这一物质分子间能够产生范德华力以及氢键，因此有较强的黏连力以及内聚力。另外，其分子的结构还能实现灵活调节，和一般的乳胶涂料进行比较，聚氨酯性质的水性涂料本身还包括了更优质的低温成膜特点，因此对于生活中普遍存在的涂料产品，具有较高水平的耐久性以及附着性。

2.2.2 环氧树脂水性涂料

环氧树脂水性涂料的基质为环氧树脂，其在水中分散构成了分散的形式，这种材料的水性涂料当中的有机化合物以及溶剂的含有量较低，是一种绿色环保型涂料。在实际操作过程中，能便于施工，并能够直接用水就清洗干净。它的特点还在于有较强的固化性，可以和水性的聚合物质进行使用，经济价值方面优势突出。

2.2.3 丙烯酸酯的水性涂料

丙烯酸树脂当中所包含的乙烯系单体、甲基丙烯酸以及丙烯酸等多种物质，能够帮助丙烯酸酯的水性涂料兼具热塑性以及高水平的保光保色性能。

2.3 水性涂料化学配方探究

乳胶涂料的配置过程中，使用的是合成树脂漆的乳液的成膜物。而水性涂料的配置过程中，使用的则是具有水溶特性的水性环氧树脂、高分子无机树脂等多类成膜物，待其成膜之后保持乳化的乳液的状态。成膜的过程是在水分挥发过程中高分子颗粒实现互相的挤压并交联完成的，因此，水性涂料产生VOC等多种排放量较少，是一种没有污染的绿色安全的环保涂料，不会产生对人体健康和环方面的影响。

3 应用水性涂料发展前景探究

3.1 在木制品方面应用情况

木制品应用水性涂料主要分为3种：水性UV漆、双组分和单组分水性漆。水性UV漆利用紫外线的照射最终成膜，膜较为牢固，有很高的硬度，比较适合在规模较大的机械化生产中进行应用，当前仅在木门上进行使用；双组分水性涂料利用固化剂成膜，具有良好光泽性，主要在家具行业应用；单组分水性涂料最为环保健康，是直接由水稀释便能使用，在儿童家居业应用较广。

3.2 在电梯涂装方面应用情况

传统电梯主要利用的是喷粉涂装，其优势在于对环境不造成污染且成本较低，但是其换色相当困难，在实际效果方面有所限制。当前国内电梯多利用了静电水性涂料，直接用水将有机溶液替换掉，不但降低成本还加强环保。在这方面，水性涂料把电泳涂装和静电喷漆的优势都发挥出来。

3.3 在汽车涂装方面应用情况

由于价格高昂，国内只有少数汽车生产的厂家在进行汽车涂装程序中对水性涂料进行利用，这一情况在最近几年有所改变，汽车涂装中水性涂料利用量不断增加。而在国外，涂料总比值中，汽车涂料的比例占到了20%左右。从统计数据来看，我国涂料行业在2016年一月至八月达到1 167.31t的涂料总产量，同比达到7.2%增长率，其市场占有率还在不断增加。

4 结语

国外的水性涂料市场销售率能达到78%左右，但是国内的市场销售率仅有45%左右。加强国内水性市场的创新发展，制造出更多的性能稳定、品质良好、环保健康的水性涂料是十分有必要的。在当前社会追求绿色环保的发展背景下，作为优势明显、特点突出的环保型涂料，在不久的将来肯定会受到更高的重视和更全面的应用。

[1] 代润泽.水性涂料的化学配方应用及其发展前景[J].化工设计通讯，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

石星丽（1979—），女，甘肃兰州人，讲师，主要研究方向为高分子研究。