石星麗，張亞娟，馮 瀟

（1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石油化學(xué)工程系，甘肅蘭州 730060；2.航天長(zhǎng)征化學(xué)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(xué)配方應(yīng)用及其發(fā)展探究

石星麗1，張亞娟2，馮 瀟2

（1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石油化學(xué)工程系，甘肅蘭州 730060；2.航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730070）

加強(qiáng)國內(nèi)水性市場(chǎng)的創(chuàng)新發(fā)展，制造出更多的性能穩(wěn)定、品質(zhì)良好、環(huán)保健康的水性涂料是十分有必要的。綜述了水性涂料發(fā)展背景，探討了水性涂料的概念，對(duì)水性聚氨酯涂料、水性環(huán)氧樹脂涂料進(jìn)行介紹，分析水性涂料化學(xué)配方，從木制品、汽車涂裝、電梯涂裝方面分析水性涂料應(yīng)用和發(fā)展前景。

水性涂料；化學(xué)配方；應(yīng)用；發(fā)展

1 水性涂料發(fā)展背景

作為一種全新類型的環(huán)保材料，近年來水性涂料已經(jīng)慢慢走進(jìn)了大眾的視野。自20世紀(jì)末，德國的品牌都芳涂料率先進(jìn)入中國內(nèi)地的涂料市場(chǎng)，將中國的水性涂料在環(huán)保性方面的創(chuàng)新引入到了一個(gè)新的階段。1996年山東亞美莉有限公司率先研發(fā)了國內(nèi)的第一批水性的木器涂料，但是到21世紀(jì)初逐漸被淘汰。2003年，深圳的某公司在成本和質(zhì)量方面的難題上進(jìn)行了突破性的進(jìn)展，但是消費(fèi)者和使用者關(guān)于水性涂料的認(rèn)識(shí)不夠，所以水性涂料的市場(chǎng)發(fā)展較為緩慢。

2 水性涂料的種類分析以及化學(xué)配方的探究

2.1 水性涂料的概念

雖然市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類繁多的水性涂料，但是多數(shù)人對(duì)于水性涂料究竟為何物仍然不夠了解。實(shí)際上，水性涂料就是將水作為分散介質(zhì)或者作為溶劑的一種涂料，按照涂料中使用的黏合劑進(jìn)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(zhì)以及天然物質(zhì)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(duì)聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析過程中發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)存在著小部分的—NHCOO—（即氨基甲酸酯）聚合物質(zhì)。這一物質(zhì)分子間能夠產(chǎn)生范德華力以及氫鍵，因此有較強(qiáng)的黏連力以及內(nèi)聚力。另外，其分子的結(jié)構(gòu)還能實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)，和一般的乳膠涂料進(jìn)行比較，聚氨酯性質(zhì)的水性涂料本身還包括了更優(yōu)質(zhì)的低溫成膜特點(diǎn)，因此對(duì)于生活中普遍存在的涂料產(chǎn)品，具有較高水平的耐久性以及附著性。

2.2.2 環(huán)氧樹脂水性涂料

環(huán)氧樹脂水性涂料的基質(zhì)為環(huán)氧樹脂，其在水中分散構(gòu)成了分散的形式，這種材料的水性涂料當(dāng)中的有機(jī)化合物以及溶劑的含有量較低，是一種綠色環(huán)保型涂料。在實(shí)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(diǎn)還在于有較強(qiáng)的固化性，可以和水性的聚合物質(zhì)進(jìn)行使用，經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面優(yōu)勢(shì)突出。

2.2.3 丙烯酸酯的水性涂料

丙烯酸樹脂當(dāng)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(zhì)，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(xué)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(huán)氧樹脂、高分子無機(jī)樹脂等多類成膜物，待其成膜之后保持乳化的乳液的狀態(tài)。成膜的過程是在水分揮發(fā)過程中高分子顆粒實(shí)現(xiàn)互相的擠壓并交聯(lián)完成的，因此，水性涂料產(chǎn)生VOC等多種排放量較少，是一種沒有污染的綠色安全的環(huán)保涂料，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體健康和環(huán)方面的影響。

3 應(yīng)用水性涂料發(fā)展前景探究

3.1 在木制品方面應(yīng)用情況

木制品應(yīng)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(guī)模較大的機(jī)械化生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)前僅在木門上進(jìn)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(yè)應(yīng)用；單組分水性涂料最為環(huán)保健康，是直接由水稀釋便能使用，在兒童家居業(yè)應(yīng)用較廣。

3.2 在電梯涂裝方面應(yīng)用情況

傳統(tǒng)電梯主要利用的是噴粉涂裝，其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)環(huán)境不造成污染且成本較低，但是其換色相當(dāng)困難，在實(shí)際效果方面有所限制。當(dāng)前國內(nèi)電梯多利用了靜電水性涂料，直接用水將有機(jī)溶液替換掉，不但降低成本還加強(qiáng)環(huán)保。在這方面，水性涂料把電泳涂裝和靜電噴漆的優(yōu)勢(shì)都發(fā)揮出來。

3.3 在汽車涂裝方面應(yīng)用情況

由于價(jià)格高昂，國內(nèi)只有少數(shù)汽車生產(chǎn)的廠家在進(jìn)行汽車涂裝程序中對(duì)水性涂料進(jìn)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(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，我國涂料行業(yè)在2016年一月至八月達(dá)到1 167.31t的涂料總產(chǎn)量，同比達(dá)到7.2%增長(zhǎng)率，其市場(chǎng)占有率還在不斷增加。

4 結(jié)語

國外的水性涂料市場(chǎng)銷售率能達(dá)到78%左右，但是國內(nèi)的市場(chǎng)銷售率僅有45%左右。加強(qiáng)國內(nèi)水性市場(chǎng)的創(chuàng)新發(fā)展，制造出更多的性能穩(wěn)定、品質(zhì)良好、環(huán)保健康的水性涂料是十分有必要的。在當(dāng)前社會(huì)追求綠色環(huán)保的發(fā)展背景下，作為優(yōu)勢(shì)明顯、特點(diǎn)突出的環(huán)保型涂料，在不久的將來肯定會(huì)受到更高的重視和更全面的應(yīng)用。

[1] 代潤澤.水性涂料的化學(xué)配方應(yīng)用及其發(fā)展前景[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，（9）：111.

Application and Development of Chemical Formula of Waterborne Coatings

Shi Xing-li，Zhang Ya-juan，F(xiàn)eng 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?yàn)楦叻肿友芯俊?/p>