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水性涂料概述

1.基本概念

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（HAP）、重金属等有毒有害物质

也对环境和人体健康造成危害。为了减少涂料对环境的污染，绿色涂料的概念应

运而生。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，即高固体分涂料、无溶剂涂料、粉末涂料和水性涂料。

水性涂料是指以水为主要分散介质的涂料。进入20世纪90年代，水性涂料发展

速度非常快，已形成多品种、多功能、多用途的庞大体系。由于对环境的相容性

和保护性，水性涂料的市场占有率迅速提高。

水作为涂料介质，有如下特点：

①水在0℃结冰，水性涂料应保存在凝固点以上，并且应随时检查涂料的技

术性质（如稳定性、使用性、表面特性等）是否因凝固而变化。

②水在100℃沸腾，单一的水挥发时其挥发性比溶剂低得多。

③水的表面张力比有机溶剂高，这就导致对被涂基底浸润性较差，使用水性

涂料时基材前处理要求更加严格。

④与溶剂相比，水的汽化热高，干燥困难，时间长。

⑤水是不燃的，有利于储存和运输，使用时可安全接触。

水性树脂是一类能溶解于水或分散于水中的树脂。能溶解于水的树脂有水性

醇酸树脂、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯、水性聚酯等；能分散

于水的水分散性树脂有苯丙乳液、醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液等。

实际上，水性涂料并非完全不含有机溶剂。在实际应用中，为提高涂料的各

种性能需添加一些助溶剂、助剂、固化剂等，这些都可能含有部分有机溶剂。此

外，各种助剂、填料、颜料及涂料中的部分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

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料和涂料的水性化，极大地降低了有机溶剂的用量和对环境的污染，这为涂料工

业向绿色、环保方向迈进提供了坚实的基础。

2.水性涂料的分类

水性涂料一般根据树脂形态可分为水溶性型、水溶胶型、水乳胶型和粉末水

浆型四种类型，其物性见表5-3。

表5-3水性涂料物性

（1）水溶性涂料

水溶性涂料是由水溶性树脂制备的，通过在树脂中引入较多亲水基团以增加

其在水中的溶解性。水溶性涂料在20世纪60年代发展最快，特别是水溶性电泳

涂料和电泳法涂浆工艺的出现，使水性涂料的发展更为迅速，不仅打破了涂料生

产必须使用有机溶剂的惯例，同时可以使涂装过程实现机械化、自动化。但目前

仍存在树脂在水中的储存稳定性、漆的流动性以及施工时的湿度控制等一些问

题。

（2）水溶胶涂料

水溶胶涂料是在水中，树脂分散粒径很小（通常在0.01～0.1μm）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。水溶胶粒度比乳胶小，

具有一定的“自然乳化”能力，因此乳化剂用量低，涂膜耐水性好，光泽、流平

性、硬度也较一般乳胶涂料高。可做金属、木材、塑料、水泥制品的表面涂装，

特别适用于聚乙烯等热塑性塑料制品表面的涂装。

（3）水乳胶涂料

水乳胶涂料是在水中，树脂分散粒径大于0.1μm的水分散体。其配制的清