水性涂料的研究与应用

水性涂料的研究与应用
发布时间：2023-03-16T06:39:07.519Z 来源：《新型城镇化》2023年2期作者：楚会来唐二军刘国旭刘艳菲
[导读] 有机涂料因价格便宜、涂装方便而备受大众的青睐，然而有机溶剂型涂料在生产制备、涂装固化的过程中会释放出甲醛、苯等挥发性有机化合物（VOC），不仅会危害到人体的健康而且还会造成环境污染。

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摘要：有机涂料因价格便宜、涂装方便而备受大众的青睐，然而有机溶剂型涂料在生产制备、涂装固化的过程中会释放出甲醛、苯等挥发性有机化合物（VOC），不仅会危害到人体的健康而且还会造成环境污染。

近年来，人类对环境保护日益重视，导致世界各地对涂料行业制定了更严格的标准，来降低VOC的排放量，节能环保已经成为国家鼓励涂料行业发展的一项产业政策。

水性化、粉末化、高固体化和辐射固化等绿色环保型涂料是当今涂料发展方向。

本文在此基础上就水性涂料的相关内容进行了简要的分析和研究以供参考。

关键词：水性涂料；研究；应用
1水性涂料简介
涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。

这样形成的膜通称涂膜，又称涂层。

涂料的组成一般包括成膜物质（即粘结剂）、颜填料、溶剂、助剂4个部分。

凡是用水作溶剂的涂料都可称为水性涂料，依据涂料中成膜物质的不同，水性涂料可分为两大类：无机的天然水性涂料（水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂等）和合成的化工水性涂料（水性硅酸盐、水性磷酸盐等）。

水性涂料以水作连续相，避免了大量有机溶剂的使用，避免了储存运输和涂覆施工时有机溶剂挥发而产生火灾的危险性，生产和使用过程中的污染可以忽略不计，改善了涂覆施工作业环境。

在表面可以直接涂覆施工；对各种材料表面的适应性较好，涂层附着力强，硬度高、防腐蚀性能佳。

涂膜均匀、展平性好；内腔、棱角、焊缝等都能够浸润并涂覆一定厚度的涂膜，有很好的施工性和防护性。

涂装工具可以水清洁，大大减少了清洗工作时间、人力，避免了清洁有机溶剂的使用，降低了成本。

工艺简单，无需昂贵的仪器、价格相对低廉、涂装方便具有的潜在技术、经济和环境效益而受到关注。

近3年，因疫情等原因，石油的价格大幅度上涨，严重影响有机涂料是生产和销售。

2015年以来，我国出台了一系列政策鼓励水性涂料产品的使用，施工状态下VOC排放量低于420g/L 的涂料免征税。

国家政策和市场需求量的增加，为水性涂料的发展奠定了契机。

2水性涂料的研究与应用
2.1水性车用涂料
涂装是提高车体耐蚀性的常用手段，传统的溶剂型涂料在使用过程中会释放出大量的挥发性有机化合物（VOC），破坏生态环境，危害人体健康。

随着人们环保意识的提高和各国对VOC排放量的高度重视，相关环保政策对铁路货车涂装技术提出了更高的要求，高防腐低污染的水性涂料在铁路货车领域迅速推广开来。

Transparency Market Research的市场研究报告表明，仅2017年全球仅汽车涂料市场的收入就超过195亿元，预测在2028年，其年均增长率还会继续增长，根据Market Research Future和RL公司的调研，修补漆、零部件和OEM（原始设备生产商生产）涂料的份额这些年来均呈上升趋势，2017年OEM和塑料零部件涂料全球市场约为230万吨，预计到2022年汽车OEM和塑料零部件涂料将达到260万吨。

由此可见，车用涂料的份额在未来涂料市场中将在一段时间内持续上涨，随着环保节能目标的提出，水性车用涂料的发展也将步入快车道。

目前，水性车用涂料主要分为三种：1）用于汽车整车涂装的水性涂料，在车用整车涂料中又包括底漆、中涂、面漆和罩光清漆三类涂料，其中底漆主要以水性阴极电泳涂料为主，面涂层主要采用耐候性较好的水性丙烯酸类涂料。

2）用于修补的水性车用修补涂料，根据破坏形式和修补目的又可分为局部修补涂料和重新涂装涂料。

根据旧涂层的种类、破坏程度、施工环境及修补要求具体选择合适的修补涂料种类，主要包括改性的硝基类涂料、醇酸涂料和氨基涂料。

3）汽车零部件用水性涂料，汽车零部件用涂料的品种和涂装工艺与整车涂装大致相同，其不同点就在于其涂料品种的选择会根据零部件的功用和服役环境做出调整，例如油箱用涂料除基本的耐腐蚀外还要考虑其耐油性，及其在油品中的分解产物对油质和器械的影响。

由于汽车零部件材料、外形和结构的特殊性，在一定程度上会影响涂装工艺的和涂装效果，为尽可能达到目标要求，我们通常在涂料种类上下功夫，配套涂装工艺和零部件功用选择合适的汽车涂料。

2.2水性木器涂料
早在上个世纪三四十年代，德国的科学家就已经合成出聚氨酯，不过到上世纪六十酯被应用与涂料的工业化生产，水性木器涂料工业化成产从此拉开帷幕。

现在水性木器漆已经达到一个品种繁多、功能多样、生产技术较为成熟，并且逐步向着大规模应用的方向发展。

从本世纪初，我国才开始大规模的探究水性木器漆的工业化生产与使用。

目前，水性木器漆主要应用的领域有如下几个：（1）家庭装修，自水性木器漆引入国内，逐渐走进普通家庭。

在装修住宅或者其他公共室内场所时，水性木器漆对工作环境的要求较高。

因为作为水性涂料的一种，水性木器漆在一般室温环境下干燥较为缓慢。

最近的研究发展表明，水性木器漆的生产和使用正在朝着低使用成本、低生产升本，低环境污染，改善施工的条件，降低施工的风险等方向发展。

（2）木器工业，水性木器漆应用最为广泛的还是木器工业行业。

这类行业对木器漆的要求较高，更强调对工业产品的保护，施工比较严格，多用于木门、木质桌椅等产品的表面氧化防护，防污、防火等方面。

同时也追求工艺化的美观。

由于木门、桌椅等产品都是购买后直接使用的物品，对这类产品的环保要求也是很高。

这也是水性木器漆向无
害化发展的动力。

（3）家具，真正用于家具的环保水性木器漆的种类不是太多，品种也不是很丰富。

这与家具的使用条件有着密切的关系。

在这一领域中，水性木器漆的发展方向依然是水性化、多功能化发展，提高水性木器漆的使用性能。

在未来市场上，水性木器漆将引导整个家具涂料行业的发展。

3水性涂料的发展应用
随着人类对环境保护意识的不断提高，绿色环保的水性涂料已经成为涂料市场的重要组成部分，其在不同生产应用条件下显露的不足使其进一步开发利用备受重视，这给纳米纤维素材料带来了新的机遇。

目前国内外在通过纳米纤维素复合水性涂料方面的研究取得了令人瞩目的成果，可以达到增强机械性能、改善热稳定性、提高悬浮稳定性等效果，这无疑使水性涂料的应用范围得到了进一步扩展。

虽然纳米纤维素在水性涂料中的应用研究已经取得了长足进步，但仍然存在诸如纳米纤维素制备成本高、纳米纤维素复合水性涂料的悬浮稳定性难以满足水性涂料所要求的较长储存期、纳米纤维素的存在对水性涂料的施工状况和长期使用效果的影响尚缺乏深入研究等问题，因此可从以下几个方面开展进一步的补充研究：（1）开发更低成本、更有市场竞争力的纳米纤维素连续制备工艺；（2）通过可控的化学改性对纳米纤维素表面大量存在的羟基进行有效利用，制备不同的纳米纤维素衍生物，以探索其与高分子基体间的界面相容性的改善方法，有望提高纳米纤维素对水性涂料的增强效果；（3）在保证纳米纤维素形态的前提下，进一步研发合适的表面改性工艺，以此提高在水性涂料中的高浓分散性。

4结束语
水性涂料具有无毒、环保、节能等优点，其现在越来越得到公众的认可和选购，尤其是涉及到家居生活涂料的使用。

这代表着人们在随着社会发展的同时，也在追求个人生活品质的提高。

对于涂料行业而言，如何向着绿色环保、无毒无害的方向转变是一个亟需解决的问题。

水性涂料问世，将会给我们的生活和社会发展带来巨大的变化。

参考文献：
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