水性涂料基础知识.

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3.发展水性涂料的意义 实际上，水性涂料并非完全不含有机溶
剂。在实用中，为提高涂料的各种性能所添 加的助溶剂、助剂、固化剂等，都可能含有 部分有机溶剂。此外，各种助剂、填料、颜 料带入涂料的重金属，同样会给水性涂料带 来不环保的因素。因此，水性涂料并不能简 单等同于绿色涂料或环保涂料。但是，水性 涂料和涂料的水性化，极大地降低了有机溶 剂的用量及对环境的污染,这为涂料工业向绿 色、环保方向迈进提供了坚实的基础。
采用加温贮存法)
B.增稠剂的加入:固体类增稠剂应先将其溶解成水溶液,再加
入;液体类增稠剂需先用3～5倍的水开稀，然后在上述工艺
阶段加入。加入时应边搅拌漆料边将其缓慢加入，并搅匀
充分。应注意防止局部增稠剂浓度过高而使水性涂料产生
结团或颗粒。
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C.膨润土类增稠剂：因其在水中会电离，应将其和所用 水性树脂进行相容性试验，以免因其电离的离子和水性 树脂中乳化剂的离子电性相异，而引起破乳现象。
与相应的溶剂性涂料相比，水性涂料的配方 往往十分复杂，选用的原料有时可多达十几至 几十种组分。
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水性涂料通常由:水性树脂,颜填料,助剂,水组 成.某些水性涂料中由于树脂合成时带入或出于 配方设计的需要,可能含有部份有机溶剂.
★其中水性树脂是水性涂料的主要成膜物 质,其在水性涂料中的用量通常占总配方量的 60%~85%,其性能的好坏直接影响水性涂料的 最 终性能(如贮存稳定,施工性能,成膜物的理化性 能等),故水性树脂的选择是至关重要的,且在配 方设计时最被工程师们所关注.
绿色涂料是低公害（或无公害）和低毒 （或无毒）的涂料的总称，常常也称为“环 境友好涂料”或“环保涂料”。这类涂料对 生态环境所造成的危害很小或者没有危害， 也不会影响到人类健康。
为实现这一目标，涂料工业的研究和生 产主要向四个方向发展，即高固体份涂料、 无溶剂涂料、粉末涂料和水性涂料。
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2.水性涂料的定义及类型
★水分散型涂料 是在水中,树脂分散粒径很小(通常在
0.01~0.1um)的水分散体。其配制的清漆通 常为透明或半透明,无色或微白色。
特点为:水分散型涂料的涂层较紧密，外 观状态较好，耐水和耐腐蚀性均较优良。
其成膜物的理化性能明显优于水溶型及 乳液型涂料.在工业用涂料及部份民用涂料领 域正逐步取代溶剂型涂料,是一类很有发展前 途的水性涂料。
水性涂料是指以水为主要分散介质的涂料。 根据树脂在水中的分散状态，通常将水 性涂料分为三类：水溶型涂料、乳液型涂料 和水分散型涂料。
*根据成膜物的类别，水性涂料又可分为： 水性无机高分子涂料（如硅溶胶涂料），水 性有机涂料，水性有机无机复复合涂料。
还可按树脂类型,离子类型,涂装方式等分类5.
●水溶型涂料： 由水溶性树脂制备的，通过在树脂中引
20%~30% 。此外，功能性水性涂料也已被
广泛应用于道路标志、家具、金属、保温体
系等多个领域。
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近几年来,我国涂料工业水性化的进程十 分迅猛，取得良好业绩。其中尤以建筑涂料 最为突出。目前我国建筑涂料的水性化比例 约占75%左右，与国际基本同步。工业涂料 中，水性涂料的比例也在逐步上升,目前主要 集中在皮革漆,木器漆,地坪漆,装修漆等领域, 在金属防护,塑胶,机车等领域的应用也在逐步 推广.
《涂料行业科技中长期发展规划》中提出： 未来10年中，我国将大幅削减传统溶剂涂料， 在工业涂料中的比例，使其所占份额由
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目前的50%锐减至5%。用10～15年时间，
对传统涂料产业实行新技术嫁接与改造，最
终将传统溶剂涂料市场份额缩减至1%以下。 这些规划为包括水性涂料在内的环保型涂
料的发展提供了难得的机遇。随着国外客商 对出口制品表面涂层的进一步环保要求（在 家电，玩具等领域的很多出口件上，已被指 定必须用水性涂料），石油化工原料的进一 步涨价而导致的油性涂料成本上升，涂料施 工人员对自身健康的日益重视……越来越多 的油性涂料市场份额将不得不被水性涂料所 取代。与此同时,我们应趁此机遇,大力推广我 司的水性树脂系列产品.
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5.水性涂料的优点及不足 优点:
①节约能源,消除施工中火灾危险性,降低 环境污染.
* 水性涂料通过用水代替传统溶剂型涂料中 的有机溶剂，从而降低涂料的VOC含量，具 有显著的环保特征。与高固体份涂料相比，
水性涂料所含有机溶剂大为减少；与粉末涂
料相比，水性涂料生产设备简单，节省能源；
与紫外光固化涂料相比，水性涂料的制备工 艺简单，不需要高能源的消耗。
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②在湿表面和潮湿环境中可直接涂覆施工.
③可采用电泳涂装,使涂膜均匀,平整,展开性好, 具有很好的防护性.(*电泳涂装是一种涂装方式)
④涂装工具可用水清洗,减少清洗溶剂的消耗.
⑤安全无毒或低毒、不燃不爆.
⑥易消光,但较难获得高光泽及高丰满度的漆 膜.
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不足: ①水的蒸发潜热高,较许多溶剂挥发慢(如二
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前言 随着涂料工业的发展，一个新的问题日益 被人们所关注，即有机涂料对环境的污染问 题。在涂料工业中，所用的溶剂和助剂中常 含有挥发性有机化合物（VOC ），它们挥发 到空气中会造成空气污染。
除此之外，有害空气污染物（HAPs）、 重金属等有毒有害物质也对环境和人体健康 造成危害。
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为了减少涂料对环境的污染，绿色涂料 的概念应运而生。
入较多亲水基团以增加其在水中的溶解性。 特点为：涂膜有较好的外观，但干燥性、
耐水性、耐溶剂性均较差。
●乳液型涂料： 是在水中,树脂分散粒径大于0.1μm的水
分散体。其配制的清漆通常为乳白色不透明 状。特点为：具有良好的力学性能、干燥性、 耐水性及耐腐蚀性。
乳液型涂料是目前研究最深、应用最广 的水性涂料，典型代表为建筑内外墙涂料。 6
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4.水性涂料的发展现状及前景
水性涂料在涂料工业发展中的地位已为
世人所共识。有资料介绍，目前世界涂料总
量中，水性涂料占30%以上，其中以建筑涂
料（55%）和工业涂料（28%）的应用最为
重要。
在建筑涂料方面，欧美日等发达国家的水
性涂料比例高达70%~90%，在德国达到
93%。而在工业涂料中，水性涂料占总量的
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磨通用色浆：纯水 + 分散剂 + 其它助剂（如开稀 后的消泡剂）→ 分散均匀 → 边低速分散边加入色 粉 → 高速分散均匀 → 研磨至规定细度（砂磨， 球磨，三辊均可）→补加配方中剩余材料（纯水， 防冻剂等）
生产色漆： 水性树脂 + 纯水 + 助剂（如开稀后的 消泡剂）→ 分散均匀 → 边中速分散边加入各类通 用色浆 → 高速分散均匀 → 调色至标样 → 边中 速分散边加入剩余物料（纯水，开稀后的增稠剂， 成膜助剂等）→ 中至高速分散均匀→加入开稀后
D.消泡剂的加入：最好先行用2～3倍的水或助溶剂类开 稀分散后再加入。 E.流平剂的加入：建议在制漆的最后阶段加入。因其在 加入之前，其涂料中可能已加入增稠剂，故不推荐高速 分散，以免产生过多气泡。遇到较难分散的流平剂时， 可先用3～5倍水将其分散均匀，然后往里加入部份生产 中间段的漆料，高速分散均匀后，再加入生产中间段的 漆料中，中速分散均匀。 F.颜料的选择：立德粉不能和汞盐防霉剂同用，以免引起 涂膜泛黄；一般不用氧化锌和铅白，以免增稠和凝结； 可参考上节中颜料部份的建议。
·增稠剂:其在水分散型涂料中是常用的一种助剂.因水分散型
性树脂自身的触变性低,加之水的挥发速度慢,涂料在施工中
往往会出现流挂现象,添加合适的增稠剂往往能解决此问题.
在选用时应注意很多类的增稠剂加入后会影响漆膜的最终耐
水性(如膨润土类,纤维素类),聚氨酯类缔合型增稠剂,对耐水
性影响较小.
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·防冻剂：受环境温度的影响（如低于0ºC），水性涂料 或水性树脂的冻结和熔化过程可能会造成表观粘度的升 高或乳液的凝聚而造成报废。常用的防冻措施是向其内 加入甲醇，丙酮，乙二醇及甘油等防冻剂，降低乳液的 冻结温度。（部份成膜助剂及共溶剂也有此作用）此类 溶剂可能在水性树脂出厂时已添加，因此在设计涂料配 方前应咨询相关供货方。且其不是必须加入的物质。 （加入会增加VOC量）
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●水:所使用的水必须是去离子水. 因一般自来水中所含的钙镁等离子太多,这会 影响水性涂料的贮存稳定性及干速.
●助剂: 助剂在水性涂料中是必不可少的组份,其直
接影响到水性涂料的贮存,施工,涂膜理化性能 等.
常用的有:润湿分散剂,流平剂,消泡剂,增稠剂, 缓蚀剂,防霉杀菌剂,催干剂,成膜助剂,共溶剂, 消光剂,PH值调节剂等.
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·PH值调节剂:水性涂料只有在微碱性条件下才能有较 好的贮存稳定性,故通常选用PH值调节剂将其PH值调 至8~9.常用的有胺水及其改性物等
·成膜助剂:通常为高沸点的有机溶剂.大多微溶于水.其 作用是降低水性涂料的最低成膜温度,其在水性涂料自 干时的作用最为明显.常用的有丙二醇醚类
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·共溶剂:通常为高沸点的有机溶剂(在低温下可能会用部份低 沸点溶剂)其有一定的水溶性.其作用是起流平和防桔皮,缓干 或快干,常用的有NMP(N-甲基吡咯烷酮),丙二醇甲醚醋酸酯 等.在选用时应注意：低分子醇类（如异丙醇）易使PUA或 PUD类树脂产生破乳现象，进而影响贮存稳定性。故在选用 共溶剂时，应将其加入涂料中作贮存稳定性测试。（50ºC水 浴7d，无异常即可）
的流平剂→中速分散均匀。
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B.水性清漆: 水性树脂 + 纯水 + 助剂（如开稀后的消泡剂）→ 分
散均匀 → 边中速分散边加入剩余物料（纯水，开稀后的 增稠剂，成膜助剂等）→ 中至高速分散均匀→加入开稀 后的流平剂→中速分散均匀。
水性涂料生产注意事项:
A.批量生产的水性涂料,必须先行作小样贮存稳定性测试(可
⑤涂膜中残留的亲水基团会降低涂膜的耐水 性能和防腐蚀性能.某些理化性能与溶剂型涂料 相对尚存在一定差距(针对不同底材,浩海有对 应的耐水及防腐蚀性优异的树脂,敬请留意)
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6.水性涂料的配方特点及组成成份 由于水性涂料存在的上述不足，在配方设
计 时常采用添加各种助剂加以克服。如助溶剂用 以提高涂料的稳定性和挥发速度,成膜助剂用以 提高涂层的质量,分散剂和增稠剂用以提高涂料 的抗沉降性,防锈剂用以防止涂层对金属基材的 锈蚀,触变剂用以提高涂料的施工性能等等。
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●颜填料:许多可与溶剂型的通用.但应注意:
①水性涂料用的颜填料必须是耐碱的. 因水性涂料自身的PH值是微碱性的. ②对涂膜耐水要求高的场合,不宜用水溶性大的颜 填料. ③有专门用于水性涂料的铝银浆. *④在采用某类颜填料时,应先试验其与水性树脂的 兼容性,以防其影响涂料的贮存稳定性.(因颜料自身所 带电荷属性与水性树脂电荷属性相差太大而导致水性 树脂产生破乳凝胶化现象.) *⑤某些颜填料在涂料生产时的加入百度文库艺与溶剂型涂 料不同.(如消光粉的加入,需先用水润湿后再加入)
水性涂料基础知识
（内部培训用）
编制： 王 勇 2010年1月8日
目录
1.前言 2.水性涂料的定义及类型 3.发展水性涂料的意义 4.水性涂料的发展现状及前景 5.水性涂料的优点及不足 6.水性涂料的配方特点及成份组成 *7.水性涂料的生产工艺 8.水性涂料的施工方法及应用 9.水性涂料的成膜特性 10.水性涂料的理化性能指标 11.水性油墨的补充说明 附：VOC,HAPs说明,*水性涂料常见问题分析
甲苯,丁酯),需延长干燥时间或提高烘烤温度. 漆膜在自干时,环境空气湿度大时(>80%),明显 影响其干燥速度
②对于敏感的材料(如纸张),不易涂装或涂装 后易产生缺陷.
③配漆时采用的某些树脂易水解或对配方中 其它成份较敏耐造成析出胶化,影响涂料的贮 存和使用性能.(浩海的树脂通常不存在此问题)
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④水的表面张力大，使得涂料对基材的润湿 困难，基材表面的污物易使涂膜产生缩孔。因 此水性涂 料在施工过程中对材质表面的清洁度要求较高。
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7．水性涂料生产
理论上水性涂料的生产工艺流程可与油性涂料 相同，但因某些水性树脂本身对温度较敏感（如 很多水性醇酸类树脂在温度超过55ºC时很容易发 生破乳现象，故在需磨料及高速稠度分散下应适 当调整工艺）或树脂合成时本身存在缺陷及不稳 定性（此现象在许多技术不成熟的树脂合成厂家 较为明显，此时如出于成本等因素考虑可与生产 方讨论最佳生产工艺） 以下就AC，PUA，PUD三类水性树脂生产工艺作 出讨论：( 以下助剂的加入工艺,除供应方指明要 用特定的方法外,均可参考此工工艺.)