中国水性涂料的现状及发展

涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
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涂料综述
Coatings Review
2.3 汽车涂料
在我国，轿车包括一些微型车，汽车车身底漆基本上 采用阴极电泳涂料， 已完全实现水性化， 轿车金属零部件， 由于不外露，也基本上采用电泳涂装，底面层合一。而一 些卡车、客车涂装质量要求相对较低，只有少量车身底漆 采用电泳涂料，相当一部分车身、底盘、车架以及零部件 采用水性环氧聚酯或水性丙烯酸氨基浸涂漆，甚至还有较 大部分仍采用溶剂型防锈底漆。目前，在欧美国家，所有 底漆、80%以上的汽车中涂漆、50%以上的闪光底色漆已实 现水性化，而水性罩光面漆工业化应用很少。而在我国， 除底漆外，中涂漆和面漆基本上全是溶剂型涂料。 汽车涂料是一类使用要求高且技术含量高的涂料品 种，其实现水性化(特别是面漆)技术难度相对较大，水性 化进程相对缓慢也要艰难一些，但是，汽车涂料也是其他 涂料技术发展的引导者，一旦汽车涂料面漆实现水性化， 则其他装饰性涂料自然而然也可实现水性化。在我国，要 实现汽车中涂和面漆的水性化，需要国家政策支持和法规 推动，还需涂料生产企业、科研单位、汽车制造厂紧密合 作、共同努力，共同解决应用过程中出现的技术问题。同 时，汽车面漆水性化也应该实行分步走的战略，首先可在 自行车、摩托车、微型车以及卡车和客车领域进行试用， 一旦技术成熟，可逐步推向轿车行业。遗憾的是，由于国 内轿车涂料生产企业均是外资或合资企业，其水性化进程 基本掌握于外企中，除非国家政策和环保法规有所作为。
和需要解决的问题，以及木器、汽车、塑料、皮革 用水性涂料以及水性防腐涂料等水性工业涂料的 技术现状及发展趋势。 关键词：水性涂料；木器涂料；防腐涂料；汽车涂 料；塑料涂料；皮革涂料；工业涂料；机遇
0 引言
自改革开放以来，随着中国国民经济的快速增长，人 们生活水平的不断提高，涂料产量和用量正以较快的速度 增长，目前已成为世界第二大涂料消费国，年产量已达到 约 600 万 t。但是相比于发达国家，我国涂料的消费结构 还不尽合理，高污染的涂料品种仍占据较大的比例，对环 境和施工人员带来严重的危害。随着全球气候的变化和资 源、能源的日趋紧张，世界各国相继制定了严格的环保法 规和政策， 鼓励和推广使用绿色环保、 节能节材的新产品。 低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料以及辐射固 化涂料已成为涂料技术的发展方向。水性涂料相比于其他 低污染涂料，由于具有可实现技术途径多、应用面广、安 全、施工相对简单而成为首选品种，更为广大涂料科技人 员关注和涂料用户的青睐，近来在我国已得到了一定的发 展，受到了前所未有的重视，但是水性涂料除在建筑涂料 领域得到普遍应用外，在其他领域特别是工业涂装领域， 仍是溶剂型涂料一统天下，水性涂料还只占很小的比例。 因此，提高涂料特别是工业涂料的水性化比例，减少涂料 对环境的污染和施工人员的身体危害，已成为我国涂料行 业共同面临的课题。
1.3 水性树脂生产技术的进步和发展， 使得水性涂 料逐步替代溶剂型涂料变得现实可能
近年来，国外先进的水性树脂产品和涂料技术进入我 国涂料市场，再加上国内对水性涂料新产品开发的重视， 带动了我国水性涂料特别是水性工业涂料的发展和应用。 现在，一大批先进的水性树脂新产品和高性能水性涂料品 种的问世，使得水性涂料在涂膜性能上已能满足越来越多 的工业产品的涂装要求。这些新品种水性树脂主要有：耐 水型的无皂丙烯酸乳液，水性聚氨酯及丙烯酸聚氨酯树 脂，水性环氧树脂，水性醇酸、聚酯，水溶性丙烯酸，羟 基丙烯酸乳液树脂等。
2.2 普通防腐涂料
目前，溶剂型普通防腐涂料，自干型主要为酚醛、醇 酸、环氧类；烘干型主要为氨基丙烯酸、氨基醇酸以及环 氧氨基等，主要用于钢铁制品的打底防腐。在我国，由于 防腐涂料用量大，性能要求不一，普通防腐涂料的水性化 研究已成为行业热点。目前，市场上已有一定量的水性防 腐涂料产品在应用，而且应用领域和用量在不断扩大。主 要品种有： (1) 自干丙烯酸乳液型，主要用于防腐要求不高的场 合，作底漆使用，其面上还需涂面漆，如农机、农用车、 工程机械、机床、机械设备等； (2) 水溶性氨基丙烯酸烘漆：主要用于防腐性能要求 较高且具有一定装饰要求的场合， 如五金家电、 印铁制品、 压缩机、机壳机箱、汽车摩托车零部件等； (3) 环氧改性水性氨基烘漆：用于防腐要求更高的领 域，如汽车车身、车架、零部件等； (4) 自干型水溶性环氧酯类：可替代溶剂型酚醛、醇 酸和环氧酯，用途类似于自干丙烯酸乳液型； (5) 双组分水性环氧-胺固化体系： 用于防腐要求比较 高的场合，如储罐、储槽，石化设备等； (6) 电沉积涂料：应用于可导电可高温烘烤兼具防腐 和装饰性的中小型制品以及车辆打底防腐，其涂装工艺类 似电镀工艺。 由于阴极电泳涂料防腐性、机械性能、外观比较好， 且可做底面合一涂层，是今后中小型金属制品防腐涂装发 展的方向，对于大型钢铁构件，则双组分水性环氧体系是 发展趋势，而自干丙烯酸乳液型防腐涂料可能也将作为一 个主要品种，应用于防腐性能要求一般的领域。
康的重视，水性涂料在我国已面临良好的发展机遇。
1.1 国内外环保法规及政策对涂料水性化的推动
众所周知，欧美国家特别是欧盟对环保非常重视，相 继制定了一些环保法规来限制挥发性有机化合物(VOC)向 大 气 中 释 放 ， 如 欧 盟 Directive.99/13/CE 法 规 ， 德 国 AT-Luft 法规(大气净化法， 1992)， 美国的 66 法规、 CAA(空 气洁净法，1970)、CAAA(空气洁净法修正案，1990)；近年 来欧盟实施的 ROHS 指令以及西方国家为了贸易保护而设 置的环保方面的贸易壁垒等，都将推动我国环保涂料尤其 是水性涂料的发展进程。我国目前出口西方发达国家的工 业产品，有许多已开始改用环保的水性涂料涂装施工。此 外，国内近来发生的重大河流湖泊污染和出口产品的污染 毒害事件已经促使我国高层领导下大决心，重视保护生态 环境。节能减排工作力度的加大、国家环保总局升格为环 保部、国内相关产品环保安全方面强制性标准的制定等一 系列措施，说明我国政府对环境保护的重视，同时国内也 形成了重视环保、关注生命的氛围。另一方面，政府对民 生的关乎，对劳动人员各类保障的重视和日趋完善，也将 唤发劳动者对工作环境及劳动保护的重视，有毒有害的溶 剂型涂料的涂装施工今后将面临人员短缺及施工成本增 加的问题。今后污染环境、危害施工人员身体健康的溶剂 型涂料的应用将受到越来越多的限制和制约，这将给水性 涂料提供良好的发展空间。
1.2 石油价格的不断上涨， 提高了溶剂型涂料的价 格，推动了涂料水性化的进程。
随着全世界人们生活水平的普遍提高，对资源和能源
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涂料综述
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1 我国水性工业涂料已面临良好的发展机遇
我国工业涂料领域中，目前水性涂料所占比例还比较 小，这主要受技术、价格和政策法规三方面因素制约。首 先，工业涂装领域对涂膜的外观、机械性能、耐性(特别是 耐水性)等性能的要求大大高于建筑内外墙涂料， 而且不同 的应用场合，要求各不相同，我国原先的一些水性涂料技
烯酸羟基乳液在国外已有市场化产品，如 Bayer、BASF、 Rohm & Hass 公司等已有工业化产品，国内近年来也已有 该类产品问世，但是在水性异氰酸酯固化剂的水分散和配 合应用方面，尚需做大量的基础研究工作，水性异氰酸酯 固化剂的技术和品种也有待进一步提高和完善。从现在木 器涂装发展趋势及水性漆施工环境要求上看，今后水性木 器涂料将主要应用于工业木器家具的涂装，在民用领域， 仅限于居室室内的二次装修，这主要是因为住宅室内装修 趋势已发生变化，目前，在一次(首次)装修中已可做到几 乎不使用木器涂料，全部采用成型木器制品。此外，也只 有工厂涂装，采用加热干燥的流水线涂装，方可满足水性 漆涂装施工对温度和湿度的特定要求，做到全天候涂装施 工。由于目前层压板木制品及家具产品的涂装已大量采用 溶剂型氨基烘漆，因此，今后水性丙烯酸氨基烤漆也可能 是水性木器涂料的一个主要品种。
前通常的制备方法是将氯化聚烯烃树脂通过外乳化或其 他改性方法使其水性化。由于水性双组分聚氨酯相对于其 他水性涂料，性能卓越，附着力较好，可满足大多数塑料 品种对涂层性能的要求，今后将是水性塑料涂料的主要品 种之一。大多数塑料制品表面比较光洁，对于溶剂型塑料 涂料，由于其所含的溶剂对塑料表层会有轻微的溶胀或溶 解，有助于提高涂层对塑料底材的附着力，而水性涂料主 要以水为分散介质，其对塑料不具溶解力，因而其涂层对 塑料表面的附着力还不能满足普遍的要求，特别是对于 PE、PP 塑料制品。因此，提高水性塑料涂料对塑料基材附 着力，将是今后涂料研究人员致力于解决的主要问题之 一，也是水性涂料在塑料领域得以广泛应用必须跨越的瓶 颈。
涂料综述
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中国水性涂料的现状及发展
Status and Development of China Water Borne Coatings
孔志元(中海油常州涂料化工研究院，江苏常州 213016)
术水平还不能普遍满足工业涂料对性能的要求。其次，一
摘 要： 综述了我国水性涂料面临的良好发展机遇
2 我国水性工业涂料的技术和现状及发展 趋势
众所周知，近十年来，我国建筑内外墙乳胶涂料作为 水性涂料的一大品种已得到了长足发展，其产量已占涂料 总量的 40%，本文在此不再赘述，现分别从木器家具涂料、 防腐涂料、汽车涂料、塑料涂料以及皮革纺织涂料等领域 谈谈我国水性涂料的技术、市场状况以及发展趋势。
消费需求的不断增大，导致全世界资源紧张，价格飞速上 涨，石油作为最基本的资源和能源，更是首当其冲，引发 其下游材料价格快速上涨。近年来，我国基本有机化工原 料价格的飞速上涨，已经使我国原本高利润的涂料行业沦 落为微利行业，更使一些规模较小的涂料厂不堪原料成本 的上涨而倒闭。溶剂型涂料价格的大幅上涨，使得水性涂 料在价格方面的优势日趋显现，这也是近年来我国水性涂 料得以在一些工业涂装领域得以较快发展的一个主要原 因。
Байду номын сангаас
2.1 木器家具涂料
目前，我国木器家具涂料市场中水性漆经过多年的宣 传推广，已初露端倪，但所占比例仍很低，不到整个木器 涂料的 5%。现有的工业水性木器涂料市场应用领域主要 为：出口木制品玩具、画框、工艺品，部分出口家具、成 型门、竹器、藤器等。品种类型主要为丙烯酸乳液型为主， 其次为丙烯酸聚氨酯，另有少量的水性纯聚氨酯、水性醇 酸和环氧等。今后水性木器涂料品种发展趋势可能为：单 组分自交联丙烯酸乳液型和双组分丙烯酸聚氨酯两类为 主，前者作底漆和部分面漆使用，后者主要作面涂层。由 于双组分体系在硬度、耐水性等方面可和现有的溶剂型聚 氨酯漆相匹敌，因此也将是今后高档木器家具制品首选环 保涂料产品。 目前，用于制备水性双组分 PU 漆的含羟基树脂如丙
些性能高的水性涂料品种，由于受工艺、规模和原料成本 及来源等因素制约，价格相对比较高，这也限制了其广泛 应用。再者，在涂装行业，若无特殊的强制性措施要求， 受使用惯性的影响，多数人也不愿主动放弃原已稳定使用 的溶剂型涂料而承担一定风险去使用水性涂料，这也给水 性涂料新产品的推广应用带来一定的难度。但是近年来， 随着我国经济的迅速发展，开放程度的进一步提高，与世 界经济的接轨和资源日趋紧张，以及人们对环保和身体健
2.5 皮革纺织纸张涂料
我国是一个皮革和纺织生产和出口大国，皮革和纺织 领域是我国水性涂料最先应用的一个领域之一，也将是今 后水性涂料应用和发展的主要领域之一。目前应用于皮革 制品上的皮革涂饰剂已有一半以上为水性体系，主要采用 水性聚氨酯树脂制备，也有采用丙烯酸乳液制备的，前者 光亮、丰满，手感好，耐磨，不易皱裂，克服了后者热粘 冷脆的缺点，主要用于生产高档皮革制品。此外在人造合 成革方面，国内一些单位正在尝试采用水性 PU 浆料制革 的工艺技术，取得了一些进展，但效果尚不十分满意，尚 须做很多工作。纺织行业也是水性涂料和树脂用量较大的 一个领域，目前织物涂层整理剂、纺织浆料、印花涂料基 本上都已采用水性体系，品种主要包括乳液型[包括丙烯 酸、醋丙(EVA)、叔丙(PVA)等]和水性 PU 型，和皮革涂饰剂 一样，采用水性 PU 制备的织物涂层具有柔软、手感好的 特点。近年来，国内水性 PU 树脂的研究非常活跃，取得 了前所未有的进展，产品在皮革涂饰剂方面得到了大量应 用，但是目前，国内生产的水性皮革涂饰剂和进口产品相 比，在光亮度、牢度以及耐干湿擦等方面还存在一定的差 距。纸张也是水性涂料和树脂的一大应用领域，目前大量 使用的纸张涂料和上光油主要有丙烯酸类乳液和水溶性 丙烯酸树脂及水性 PU 制备而成，和皮革纺织一样，水性 PU 主要用于高档纸张上光油的制备，使纸张具有光亮、耐 磨、 滑爽以及耐热等效果。 今后随着皮革纺织制品对手感、 表面滑爽性要求的提高，采用硅、氟进行改性的水性 PU 树脂以提高涂层表面效果，将是高档皮革纺织及纸张用水 性涂料的发展方向之一。